摘  要： 隨著信息技術(shù)的發(fā)展和互聯(lián)網(wǎng)的普及,，溫室控制技術(shù)正向著信息化、網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展,。開發(fā)出一種針對溫室環(huán)境監(jiān)測的基于Web的遠程監(jiān)控系統(tǒng),。該系統(tǒng)不僅能夠通過Internet遠程控制,、瀏覽數(shù)據(jù)、修改和設(shè)置參數(shù),，進行溫室環(huán)境的異地和遠距離監(jiān)控管理,，而且也可應(yīng)用于工業(yè)的其他領(lǐng)域。
關(guān)鍵詞： Web,；遠程監(jiān)控,；VB． Net；設(shè)計

　近年來,，隨著公共Internet網(wǎng)絡(luò)的普及和遠程控制策略的完善，基于Internet的通信手段在遠程監(jiān)控技術(shù)上的應(yīng)用發(fā)展迅猛,?；贗nternet的遠程監(jiān)控系統(tǒng)通過廉價的TCP/IP和Ethernet連接克服了工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的弊端，大大降低了網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)與維護成本,，并廣泛地延伸人類的工作空間,，為溫室控制技術(shù)向著信息化、網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展提供了可能[1],。
1 系統(tǒng)硬件設(shè)計
　本文設(shè)計的溫室遠程監(jiān)控系統(tǒng)硬件電路以AT89S52單片機為核心,，通過RS232/485與串口聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器ZNE-200T相連，并通過該模塊實現(xiàn)RS232協(xié)議與TCP/IP協(xié)議的相互轉(zhuǎn)換,，從而實現(xiàn)串口設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)化,；信息的數(shù)據(jù)采集由LT/W/S溫濕度傳感器、LT/G光照度傳感器,、VC1008二氧化碳濃度傳感器以及傳感器信號處理轉(zhuǎn)換（A/D）電路構(gòu)成,；輸出控制由光隔、繼電器,、執(zhí)行器件構(gòu)成,；人機對話功能主要采用8位LED、20位按鍵來實現(xiàn)[2],。系統(tǒng)硬件總體結(jié)構(gòu)如圖1所示,。

2 系統(tǒng)軟件設(shè)計
2.1 上位機軟件設(shè)計
2.1.1 Web應(yīng)用程序服務(wù)器設(shè)計
　Web應(yīng)用程序服務(wù)器采用MS-IIS（Microsoft Internet Information Server）技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)發(fā)布模塊采用ASP.NET技術(shù)實現(xiàn)B/S（Brower/Server）體系結(jié)構(gòu),。用戶操作則通過客戶端瀏覽器（Brower）實現(xiàn),，主要事務(wù)在服務(wù)器端（Server）實現(xiàn)，數(shù)據(jù)存儲,、提取則在數(shù)據(jù)庫服務(wù)器端實現(xiàn),，形成三層結(jié)構(gòu)。在這種結(jié)構(gòu)中,，該系統(tǒng)的一次完整運行應(yīng)為：用戶登錄,，即通過瀏覽器向網(wǎng)絡(luò)上的Web應(yīng)用程序服務(wù)器發(fā)出請求,，Web應(yīng)用程序服務(wù)器對瀏覽器的請求進行處理，將用戶操作主頁面返回到瀏覽器,；用戶進行數(shù)據(jù)查詢參數(shù)的輸入,、采集系統(tǒng)的參數(shù)修改等操作，完成后向Web應(yīng)用程序服務(wù)器發(fā)出提交請求,；服務(wù)器對瀏覽器的數(shù)據(jù)提交請求進行處理,，即進行數(shù)據(jù)分析計算、數(shù)據(jù)庫存取,、動態(tài)頁面生成等工作,；最后Web應(yīng)用程序服務(wù)器將模型運行結(jié)果返回到客戶端瀏覽器。
2.1.2 數(shù)據(jù)庫服務(wù)器程序設(shè)計
　在數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的設(shè)計中,，考慮到數(shù)據(jù)的安全及Web應(yīng)用程序服務(wù)器的升級與維護,，本系統(tǒng)采取系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器與Web應(yīng)用程序服務(wù)器相分離的措施。數(shù)據(jù)庫采用MS SQLServer2000,，為系統(tǒng)提供易于維護的,、穩(wěn)定的支持[1]。溫室數(shù)據(jù)庫（Greenhouse）主要包含數(shù)據(jù)表T_info和指令表T_C,。其中T_info數(shù)據(jù)表包括各種傳感器的數(shù)據(jù),、采集時間以及執(zhí)行機構(gòu)的開關(guān)狀態(tài)，指令表T_C包括設(shè)定當前溫度,、濕度,、光照、二氧化碳的上下限,、各傳感器的數(shù)據(jù)采樣間隔等,。智能終端（單片機）數(shù)據(jù)采集模塊和Web應(yīng)用程序服務(wù)器上的網(wǎng)絡(luò)發(fā)布模塊都以溫室數(shù)據(jù)庫為中心，為Internet用戶提供數(shù)據(jù)查詢及相關(guān)服務(wù),。
2.1.3 通信模塊的設(shè)計
　基于VB．Net的Socket對象是客戶端和服務(wù)器端進行后臺通信的根本,，Socket是為計算機提供的一個通信端口，可以通過這個端口與任何一個具有Socket的計算機進行通信,。應(yīng)用程序在網(wǎng)絡(luò)上傳輸,、接收的信息都通過這個端口來實現(xiàn)。VB．Net對原有的Socket類和相關(guān)的方法進行了一系列封裝,，使程序變得更加簡單,。其面向連接的Socket編程模型示意圖如圖2所示。

　Socket對象的屬性和方法,。Bind方法：使Socket與一個lP地址綁定,；Listen方法：將Socket置于偵聽狀態(tài)；Accept方法：創(chuàng)建的Socket以處理傳人的連接請求；Connect方法：建立遠程連接,；Send方法：將數(shù)據(jù)發(fā)送到連接的Socket,；Receive方法：接收來自Socket的數(shù)據(jù)；Close方法：強制Socket關(guān)閉,；Available屬性：獲取已經(jīng)從網(wǎng)絡(luò)接收且可供讀取的數(shù)據(jù),；Blocking屬性：獲取或設(shè)置一個值，該值表示Socket是否處于阻塞,；Local endpoint屬性：獲取本地終結(jié)點,；Protocol type屬性：獲取Socket的協(xié)議類型；Remote endpoint屬性：獲取遠程結(jié)點,；Socket type屬性：獲取Socket的類型,。
　使用Socket對象按4個步驟進行：（1）程序建立一個Socket；（2）程序必須按要求配置Socket,；（3）程序必須按Socket要求通過此協(xié)議發(fā)送和接收數(shù)據(jù),；（4）程序關(guān)閉此Socket。
2.1.4 用戶界面設(shè)計
　本系統(tǒng)界面設(shè)計采用中文Windows環(huán)境下的圖形界面,，界面友好，并根據(jù)系統(tǒng)分析確定目標和功能,，采用模塊化設(shè)計方法,，主要包括登錄頁面、網(wǎng)絡(luò)連接模塊,、數(shù)據(jù)查看模塊,、終端控制模塊、終端參數(shù)設(shè)置模塊,、本地參數(shù)模塊和使用幫助模塊等,，每一個模塊完成一項獨立功能，但模塊與模塊之間通過系統(tǒng)數(shù)據(jù)相互關(guān)聯(lián),。系統(tǒng)主界面如圖3所示,。

2.2 下位機軟件設(shè)計
2.2.1 智能采集終端系統(tǒng)主程序設(shè)計
　智能采集終端主程序是整個下位機系統(tǒng)的主程序，它是系統(tǒng)程序的框架,，控制著單片機系統(tǒng)按預(yù)定操作方式運轉(zhuǎn),。其主要作用是能及時響應(yīng)來自系統(tǒng)內(nèi)部的各種服務(wù)請求，有效地管理系統(tǒng)自身軟硬件及人機對話設(shè)備與系統(tǒng)中其他設(shè)備交換信息,，并在系統(tǒng)一旦出現(xiàn)故障時,，及時作出相應(yīng)處理。
　系統(tǒng)主程序的組成主要取決于測控系統(tǒng)的組成模塊以及系統(tǒng)的硬件配備與功能,，其主要的工作流程為：系統(tǒng)上電后開始進入初始化狀態(tài),，然后進行數(shù)據(jù)采集，把采集的結(jié)果與事先設(shè)定參數(shù)值相比較,，如果超出設(shè)定的上下限范圍,，將驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)進行處理,，否則判斷有無鍵盤中斷，若有,，執(zhí)行中斷服務(wù)程序,；若沒有，再判斷是否有串口中斷,；若有,，則執(zhí)行串口中斷服務(wù)子程序，最后返回,。流程圖如圖4所示,。

2.2.2 驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)子程序設(shè)計
　在設(shè)計驅(qū)動執(zhí)行子程序設(shè)計中，本系統(tǒng)采取以溫度為主,，同時輔以考慮濕度,、光照、二氧化碳濃度的控制方法,。首先,，將實時采集的溫度值和設(shè)定的溫度值上下限進行比較，低于下限溫度就關(guān)閉降溫和降濕設(shè)備并開啟加熱設(shè)備,；反之,，就開啟降溫和降濕設(shè)備并關(guān)閉加熱設(shè)備。然后接下來將實時采集的濕度和設(shè)定的濕度值進行比較,，低于下限值就關(guān)閉降溫設(shè)備并開啟加濕設(shè)備,；反之，開啟降溫設(shè)備并關(guān)閉加濕設(shè)備,。完成之后,，下一步就是對比光照值，開啟或者關(guān)閉補光設(shè)備,；最后,，對比CO2濃度，低于下限值就關(guān)閉降溫設(shè)備并開啟CO2施肥設(shè)備,；反之,，關(guān)閉CO2施肥設(shè)備并開啟降溫設(shè)備。
2.2.3 鍵盤/顯示系統(tǒng)子程序
　在單片機控制系統(tǒng)中,，鍵盤/顯示系統(tǒng)常用來監(jiān)視和分析鍵盤輸入的命令和數(shù)據(jù)以及顯示被控系統(tǒng)的工作狀態(tài),。鍵盤/顯示系統(tǒng)是單片機不可缺少的部件，它常由硬件電路和軟件程序組成,。軟件程序主要由動態(tài)顯示子程序,、鍵盤掃描子程序和求鍵值子程序等組成。本系統(tǒng)主要完成：設(shè)定溫度、濕度,、光照,、二氧化碳濃度等參數(shù)的上下限；可強行執(zhí)行溫室內(nèi)空調(diào),、濕控裝置,、鈉燈、排氣扇等開關(guān)操作,；瀏覽實時采集的數(shù)據(jù),。
　溫室環(huán)境監(jiān)測遠程監(jiān)控系統(tǒng)以硬件電路AT89S52單片機為核心，通過協(xié)議的相互轉(zhuǎn)換實現(xiàn)串口設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)化,，再輔以上位機和下位機的軟件編程能夠?qū)崿F(xiàn)室內(nèi)溫度,、濕度、光照,、二氧化碳濃度的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測和管理,，具有一定的應(yīng)用價值。
參考文獻
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