Android是一個開放性的開發(fā)平臺,由Google公司和開放手機聯(lián)盟開發(fā),基于Linux的自由及開放源代碼的操作系統(tǒng)[1],。主要應用于移動設備,，如智能手機和平板電腦。Android的系統(tǒng)架構主要分為應用程序層,、應用程序框架層,、系統(tǒng)運行庫層和Linux內核層。
   水產(chǎn)物聯(lián)服務系統(tǒng)AITSS(Aquaculture Internet Things Service System)是一個面向水產(chǎn)養(yǎng)殖行業(yè),，應用現(xiàn)代物聯(lián)技術[2]集成行業(yè)業(yè)務處理應用系統(tǒng)的服務平臺,。系統(tǒng)采用自然語言與計算機語言相融合的方法，使用豐富的命令集(管理命令,、用戶命令,、開發(fā)命令和短信命令)，實現(xiàn)人-物-物之間的信息交流,。系統(tǒng)的語音,、視頻、短信、傳感,、監(jiān)控等服務不受硬件,、通信協(xié)議及方式的限制，集成的行業(yè)業(yè)務處理應用系統(tǒng)運行穩(wěn)定,、維護簡單,、更新方便、擴展靈活,。
   本文基于Android平臺,，設計并開發(fā)了水產(chǎn)物聯(lián)服務系統(tǒng)Android手機客戶端(AITSS for Android)，將在線監(jiān)測,、遠程控制,、設備遠程維護等功能集成于本應用軟件。
1 系統(tǒng)設計
    根據(jù)用戶需求,，系統(tǒng)能夠完成在線監(jiān)測,、遠程控制、設備管理,、參數(shù)設置,、外觀選擇等功能。系統(tǒng)功能結構如圖1所示,。

　(1)在線監(jiān)測：在線監(jiān)測主要完成系統(tǒng)中所有管理區(qū)監(jiān)測設備(傳感器)的管理操作,，包括設備開啟或關閉、查看設備運行狀態(tài),、監(jiān)測指標及監(jiān)測值等,。
    (2)遠程控制：遠程控制主要完成系統(tǒng)中所有管理區(qū)控制設備(控制器)的管理操作，包括設備的開啟或關閉,、查看設備運行狀態(tài),、設定控制設備的工作方式(控制模式)等。
　 (3)設備管理：設備管理主要完成水產(chǎn)物聯(lián)服務系統(tǒng)支持的系統(tǒng)成員的管理操作,，主要包括系統(tǒng)成員的添加,、刪除、查詢,、系統(tǒng)作業(yè)的配置等,。
    (4)參數(shù)設置：參數(shù)設置主要完成服務器地址、端口號和系統(tǒng)刷新頻率的設置,。
    (5)外觀選擇：用于為用戶提供個性化的系統(tǒng)界面配色方案和外觀選擇。
2 開發(fā)環(huán)境
    水產(chǎn)物聯(lián)服務系統(tǒng)的服務器操作系統(tǒng)使用FreeBSD進行系統(tǒng)管理,，使用MySQL 5.0數(shù)據(jù)庫進行數(shù)據(jù)和配置的存儲,。手機客戶端與AITSS交互流程如圖2所示。

    在安裝有Windows操作系統(tǒng)的PC機進行Android開發(fā)環(huán)境的搭建[1]，需要Oracle公司的Java SE JDK和Java運行環(huán)境(Java Runtime Environment),，Eclipse IDE和Android SDK,。
　開發(fā)環(huán)境如下：
　JAVA SE JDK：Java version 1.7.0_25；Java SE Runtime Envitonment <build 1.7.0_25-b16>,。
    Eclipse IDE：Eclipse Java IDE for Web Developers. Indigo Service Release 2,。
    Android SDK：Android 2.3.3（API 10）。
3 系統(tǒng)實現(xiàn)
3.1 網(wǎng)絡連接
    使用Android3.0及以上版本訪問WebService會出現(xiàn)android.os.NetworkOnMainThreadException的問題[3],通過在Activity類添加onCreate( )方法中添加Strict代碼解決,。核心代碼如下：
        //解決Android3.0以上版本的Socket連接問題
        StrictMode.setThreadPolicy(new StrictMode
         .Threadpolicy.builder().detectDiskReads()
        .detectDiskWrites().detectDiskNetwork()
              .penaltyLog().build());
        StrictMode.setVmPolicy(new StrictMode
              .VmPolicy.builder().detectLeakedSqlLite
              Objects().penaltyLog().penaltyDeath()
              .build());
3.2 在線監(jiān)測
    實現(xiàn)在線監(jiān)測功能需要解決監(jiān)測設備獲取,、監(jiān)測數(shù)據(jù)獲取和繪制監(jiān)測曲線等系統(tǒng)需求。
3.2.1 獲取監(jiān)測設備
　本程序在單獨線程中獲取水產(chǎn)物聯(lián)服務系統(tǒng),服務器端已完成配置的監(jiān)測地點和監(jiān)測設備詳情,。根據(jù)Socket的返回值使用Android提供的ListView()組件顯示獲取到的信息,。在處理Socket時，使用singleton模式[4](單例模式)獲取SocketHelper,，代碼如下：
    syncharonized(synObj){
　　        if(socketHelper == null) {
　            socketHelper = new SocketHelper(context);
　        }
    }
    根據(jù)Socket返回值顯示加載有監(jiān)測地點和設備信息的彈出窗口popupwindow時,，需要將其setFocusable屬性設置為true，否則無法獲取到彈出窗口里的焦點,，由此導致彈出窗口中可能存在輸入框等控件無法輸入,。
3.2.2 獲取監(jiān)測數(shù)據(jù)
　    傳感設備監(jiān)測到的環(huán)境數(shù)據(jù)會通過數(shù)傳設備實時傳輸并儲存在服務器端。在使用手機客戶端進行在線監(jiān)測時,，需要使用monitorDataHandler( )方法對服務器端的數(shù)據(jù)進行實時獲取,，代碼如下：
       //獲取每行監(jiān)測數(shù)據(jù)(格式為373737：34.44[時間整數(shù)：監(jiān)測數(shù)據(jù)值])
　    String[] md = infos[i].split(Constants
　        .Command.COMMAND_SEPARATOR);
　    if (&ldquo;&rdquo;.equals(md[0].trim()))
　　        continue;
　    date = MathHelper.getLong(md[0],0) * 1000;
　    value = MathHelper.round(Float.valueOf(md[1]),3);
　    series.addData(date,value);
　    實時獲取到的監(jiān)測數(shù)據(jù)將在監(jiān)測顯示容器TextView( )組件中進行顯示和實時更新。
3.2.3 監(jiān)測曲線繪制
    為便于用戶查看一定時間段內的監(jiān)測指標變化趨勢,，設計開發(fā)了監(jiān)測曲線繪制功能,。
    監(jiān)測曲線的橫軸為實時時間參數(shù)，表示服務器端獲取到該監(jiān)測值的時間點,，橫軸刻度根據(jù)時間變化實時更新,，監(jiān)測曲線的為使用監(jiān)測值，表示對應時間點的監(jiān)測指標值,；縱軸使用動態(tài)坐標,，根據(jù)當前數(shù)據(jù)的最大最小值進行自動調節(jié)，并在最大最小值相等時根據(jù)數(shù)據(jù)精度進行上下縮放,。
    使用Android提供的TextView( )組件作為曲線顯示容器,，定義并使用drawLine(Canvas canvas)函數(shù)進行曲線繪制，關鍵代碼如下：
    canvas.drawPoint(mChartRect.left,mChart.bottom - y0,this.mSeriesPaint);
    canvas.drawLine(mChartRect.left + x0 *
　　       mXSrawUnit, mChartRect.bottom - y0,
　　       mChartRect.left+x1* mXDrawUnit,
　　       mChartRect.bottom-y1, mSeriesPaint);
3.3 遠程控制
    遠程控制主要對用于水產(chǎn)養(yǎng)殖生產(chǎn)的自動化設備進行遠程控制,。設備控制模式根據(jù)生產(chǎn)需要分為人工控制,、定時控制和自動控制三種。
3.3.1 選擇控制模式
    系統(tǒng)根據(jù)用戶的需要,，設計開發(fā)了三種控制模式：(1)人工模式,，滿足用戶隨時隨地控制設備的需求,；(2)定時模式，通過設置時間隊列,，滿足設備定時控制,；(3)自動模式，結合水產(chǎn)養(yǎng)殖專家系統(tǒng),，進行智能化決策及設備控制,。在遠程控制界面，選擇不同控制模式,，顯示不同視圖View( ),。選擇人工模式時，切換控制模式顯示視圖的代碼如下：
     case R.id.chkManualControl:
     startContent.setVisibility(Constants.Visibility.GONE);
     endContent.setVisibility(Constants.Visibility.GONE);
     break;
3.3.2 獲取設備狀態(tài)
    準確獲取設備當前狀態(tài)是進行設備遠程控制的重要前提,。本程序定義設備狀態(tài)變量devState為一個可進行滑動操作的SlipButton對象[5],。賦值代碼為：
    devState=(SlipButton)findViewById
                     (R.id.devstate)
    獲取設備狀態(tài)代碼如下：
       float open = MathHelper.getFloat(dev[1],0);
       devState.setCheck(open>0);
       paraZone.setVisibility(Constants.Visibility.VISIBLE);
3.3.3 定時控制
    定時本文控制的原理是用戶根據(jù)需要自主設定改變控制設備狀態(tài)的起止時間點。如當前增氧機狀態(tài)為開啟,，用戶可以根據(jù)需要,，設定在某一時間點將增氧機狀態(tài)更改為關閉，并在另一時間點再次開啟增氧機,。關鍵代碼為：
        String mode= oprMode==0?&rdquo;auto&rdquo;:(devdate
                  .isChecked()?&rdquo;on&rdquo;:&rdquo;off&rdquo;)
        try{
           String b= startTime.getText().toString();
           long beginTime =DateHelper.convert2long(b,
                    &ldquo;yyyy-MM-dd HH:mm&rdquo;);
           begin =(int)(beginTime- currentTime);
        }
4 試驗與結果分析
　使用設計并開發(fā)的客戶端程序,，進行基于Android平臺的水產(chǎn)物聯(lián)服務系統(tǒng)的應用試驗。本實例使用安裝有Android4.0.3版本的手機,，在CDMA2000的3G網(wǎng)絡環(huán)境進行,。
    軟件使用流程為：打開應用程序，輸入用戶名和密碼,，以默認服務器地址和端口號登錄,；手機根據(jù)用戶的手勢指令將信息發(fā)送到服務器，并將解析后的信息及時回送到手機端,，經(jīng)應用程序處理后顯示在手機上,。用戶可以實時管理監(jiān)測設備，查看實時監(jiān)測數(shù)據(jù)和指標變化曲線,；通過遠程控制命令進行設備的人工開啟和關閉,、定時開啟和關閉，也可連接到專家系統(tǒng)使用自動智能控制模式[6],。系統(tǒng)應用實例如圖3,、圖4所示。

    程序的開發(fā)和應用實驗證明,，客戶端軟件能夠完成與服務器端水產(chǎn)物聯(lián)服務系統(tǒng)的交互,，實現(xiàn)水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境的在線監(jiān)測和水產(chǎn)養(yǎng)殖生產(chǎn)設備的遠程控制。由于Android平臺對硬件配置的適應性和平臺的開放性,，用戶可以將已有視頻監(jiān)控設備移植到客戶端中,，實現(xiàn)真正的實時在線監(jiān)控[7],。基于Android平臺的客戶端程序易于獲取,，通過網(wǎng)絡即可方便地下載安裝，享受物聯(lián)服務,。
    本文基于Android平臺,，結合水產(chǎn)養(yǎng)殖行業(yè)所需的環(huán)境監(jiān)測指標和生產(chǎn)設備，設計開發(fā)了一個開放式的智能手機客戶端平臺,。該客戶端平臺與物聯(lián)服務系統(tǒng)服務器進行交互,，起到信息展示和發(fā)布的作用，而信息的處理和存儲皆由物聯(lián)服務系統(tǒng)完成,。還可以根據(jù)用戶的不同需求配置不同的傳感監(jiān)測設備和控制設備,，將該客戶端應用于其他行業(yè)， 設計出適用于各個領域的物聯(lián)服務系統(tǒng),。
　此方案可以有效降低系統(tǒng)開發(fā)成本,，延長系統(tǒng)存活周期，具有靈活,、高效,、可擴展的特性，應用前景較好,。
參考文獻
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[4] SHALLOWAY A, TROTT J R.設計模式解析[M].徐言聲譯.北京：人民郵電出版社,2006.
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[6] 江燕良.基于Android智能終端的遠程控制系統(tǒng)[J].電子技術應用,2012,38(8):129-132.
[7] 李昂,宋海聲,蘇小蕓. 基于Android的視頻監(jiān)控系統(tǒng)設計與實現(xiàn)[J].電子技術應用,2012,38(7):138-143.