温室环境监控系统上位机的设计与实现

摘要

民以食为天，农作物的生产与人民生活息息相关。温室作为一种现代农业设施，有效地提高了农作物的产量，使反季节种植成为了可能。随着技术的发展，如何更加精确地监测、控制温室内环境，提高产量减少耗能成为了各国温室研究的主要方向。近十几年来我国也越来越重视温室的发展，许多大型农场、学校、科研机构都有环境可监控温室。但由于温室控制设备可操作性差、维护成本高、耗能大等诸多原因，我国温室环境监控设施在农户中普及率还很低，农户对于温室的管理主要还依赖于人工经验。 鉴于以上情况，结合本国国情，设计并实现了一种温室环境监控系统，尤其是对其上位机进行了详尽阐述。本系统易于操作，维护成本低，功耗小，在温室内布线简单，实现了温室环境自动化管理的目标。上位机在Visual C++环境下编译，界面友好性强，复杂度低，方便用户日常使用。 系统下位机端各监测控制节点以ZigBee技术进行通信连接，协调器节点通过串口网口转换器以网口传输形式完成上位机与下位机间的通信。根据温室的实际需求，通过网口线将上位机与下位机以网口通信形式相连，增加了可传输距离。下位机对温室内的温度、湿度、光照强度进行多点采集、传输并对现场设备进行控制。当下位机硬件设备通电自动组网完成后，用户登录上位机系统，系统自动获取ZigBee节点拓补网络，根据上位机命令与下位机节点通信，并将下位机采集到的数据以实时曲线的形式在屏幕上加以显示。当采集到的参数值超过报警设置值时，系统进行报警并驱动下位机响应动作。同时在系统内添加access数据库，将采集到的参数数据进行周期存储。下位机处于离线状态时，用户登录后可以查看存储的历史数据。 系统经室内模拟稳定性测试和温室实地综合测试检验，各项功能运行正常。测试结果表明:下位机各检测控制节点工作稳定性良好、通信功能正常、参数监测灵敏;下位机对于上位机控制量的输出反应迅速;上位机实时显示稳定，没有屏幕闪烁现象发生，参数显示实时性能好，满足了系统的基本要求。

目录

声明

摘要

1 前言

1．1 研究的目的与意义

1．2 国内外研究现状及发展趋势

1．2．1 国内温室环境监控技术研究概况

1．2．2 国外温室环境监控技术研究概况

1．3 存在问题和发展趋势

1．3．1 存在问题

1．3．2 发展趋势

1．4 本文研究内容和技术路线

1．5 本章小结

2 温室环境监控系统概述

2．1 温室环境监控系统简介

2．2 温室环境监控系统的组成及工作原理

2．2．1 下位机子系统

2．2．2 上位机子系统

2．3 本章小结

3 上位机与下位机间的通信

3．1 传输协议的选择

3．2 协调器的软件设计

3．3 串口网口转换器的设置

3．4 IOT Service工作原理

3．4．1 IOT Service简介

3．4．2 IOT Service通讯流程

3．5 上位机SOCKET工作原理

3．6 本章小结

4 系统上位机设计

4．1 上位机的总体设计

4．1．1 上位机功能模块设计

4．1．2 上位机开发软件的使用

4．2 消息机制

4．3 多线程的实现

4．3．1 线程与多线程

4．3．2 线程的同步化

4．3．3 基于VC++的多线程编程

4．4 数据库模块

4．4．1 数据库简介

4．4．2 数据库访问技术

4．4．3 数据库的开发过程

4．5 功能模块的设计

4．5．1 系统登陆模块

4．5．2 参数实时显示模块

4．5．3 数据保存模块

4．6 本章小结

5 系统测试与分析

5．1 模拟环境功能测试

5．2 实地综合测试

5．3 本章小结

6 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文