基于云存儲溫室環境參數監測系統的設計

陳國保 楊波

摘? ?要：溫室環境對農作物生長起著決定性作用，適宜的生長環境使得農作物的產量大幅提高，隨著農業信息化進程的推進，農業數據量呈指數上漲的趨勢。文章結合云存儲和溫室環境監測，提出了一個基于云存儲的溫室環境參數監測系統，詳細闡述了系統的各個組成部分，用戶通過該系統可以遠程實時訪問多個溫室農作物生長發育情況，同時可以解決溫室環境參數存儲的問題，為用戶進一步決斷提供有力支持。

關鍵詞：云存儲;農業信息化;溫室環境監測

云存儲作為當前炙手可熱的一種存儲方式，具有成本低、性能高、應用范圍廣、安全可靠以及形式多樣等特點，深受廣大用戶青睞[1]。與此同時，農業物聯網蓬勃發展，監測環境參數的數據量與日俱增，為了適應大數據時代的發展，文章設計了一個基于云存儲的溫室環境監測系統，該系統依托于百度云服務器，借助關系數據庫、對象存儲、HTML5等技術共同實現[2]。該系統的搭建打破了多個溫室之間信息孤島的現象，實現了信息共享、實時監測等功能。

1? ? 系統架構模型

基于云存儲溫室環境參數監測系統的系統架構如圖1所示，系統一共分為4個部分，分別是數據信息的采集終端（溫室）、云服務器、云存儲以及用戶的Web終端。首先是由大棚中的各類傳感器采集溫室環境參數，采集到的環境參數通過上位機LabVIEW存入系統的云平臺中，然后，存入系統的底層云存儲介質中，用戶可以通過任何聯網的設備登錄至系統中，實時的訪問溫室環境參數，及時了解農作物的生長動態，從而減少不必要的損失。

2? ? 系統邏輯層次及具體實現

溫室環境參數監測系統從邏輯上劃分為客戶端、數據交互層、數據存儲管理層、現場監測4部分[3]。客戶端屬于整個系統的前端部分，主要通過HTML5技術來實現，本系統前端采用的編程語言是JavaScript，HTML，CSS，并采用火狐瀏覽器的FireBug插件進行調試，HTML5結合CSS樣式的渲染為用戶帶來了良好的人機交互體驗。客戶端和數據存儲之間的信息交互通過WebSocket協議來實現。該協議是一種全雙工的通信協議，摒棄了AJAX輪詢技術的缺點，是真正意義上的實時通信，溫室大棚的數據能夠實時同步更新到云存儲中，保證了用戶觀察的是最新數據。該系統的數據存儲管理是通過百度云平臺上的云虛擬主機、關系數據庫、對象存儲等工具來實現，其中，百度云平臺為了方便開發者，對外提供了一系列的應用程序接口，開發者直接調用即可。以下是系統訪問云存儲的部分代碼實現。

現場監測層是系統的底層，主要包含上位機、無線傳感網絡、傳感器終端節點，現場監測主要通過分布在大棚中的各類傳感器節點采集溫室環境參數，利用無線傳感器網絡的自組織、多跳等特點將溫室、濕度、光照強度等環境參數通過LabVIEW開發軟件發送至系統云存儲中，上位機軟件LabVIEW無法直接和云數據庫直接連接，但是可以借助于數據庫接口工具包—LabSQL來實現，現場監測結構如圖2所示。

3? ? 實驗結果

實驗場地為溫室大棚，一共選取3個溫室作為研究對象，系統設置了數據查詢、趨勢走向、數據下載等功能（見圖3）。

該系統對溫室大棚中的空氣溫度濕度、土壤濕度溫度、二氧化碳濃度、光照強度等進行采集，圖4為各參數的實時界面。

4? ? 結語

本文研究了一個基于云存儲的溫室環境監測系統，依托于百度云平臺，利用HTML5中WebSocket通信技術、LabVIEW等工具實現了實時監測溫室大棚環境參數，并將采集到的數據上傳至百度云存儲服務器中，保證了用戶在任何聯網設備上都可以訪問云存儲中的溫室環境參數，方便用戶實時了解溫室作物的生長動態。

[參考文獻]

[1]李穎.基于分布式文件系統的農業數據云存儲的研究[D].泰安：山東農業大學，2013.

[2]WASCHKE M.Cloud storage and cloud network[J].Cloud Standards，2012（6）：115-144.

[3]王冬.基于物聯網的智能農業監測系統的設計與實現[D].大連：大連理工大學，2013.