基于物联网技术的植保杀虫灯智能管理系统研究

摘要

随着科学技术不断进步，农业病虫害的防治方法也变得越来越多样化。其中，灯光诱杀相对于农药防治具有低化学污染的特点，引起越来越多的关注和重视。目前国内杀虫灯的使用方式，多为单个杀虫灯进行独立安装、调试及使用，无法对杀虫灯进行远程控制和工作状态的及时监控，造成后期维护工作比较困难。因此本文将物联网技术与杀虫灯相结合，可实现维护人员对杀虫灯工作状态进行及时监控，及时发现存在故障的杀虫灯，提高杀虫灯的维护效率;此外，通过对杀虫灯的远程控制，方便杀虫灯的启闭，较大程度地提高杀虫灯的使用效果和使用效率。以下是本文的主要研究内容: (1)系统需求分析。通过前期调研，深入理解了农业从业人员在使用植保杀虫灯的过程中存在的设备维护困难的问题。在此基础上，从功能需求和非功能需求两个角度对整个系统进行了需求分析，得到了系统各个模块所要实现的功能，以及系统所要满足的性能指标和平台兼容性。 (2)系统设计。在系统需求分析的基础上开展系统设计。首先从数据获取和管理的角度，将系统分为两个部分——设备终端系统和数据管理与控制系统。设备终端系统主要包括控制核心、摄像头、传感器、以及4G模块等，定义了它们的功能以及模块之间的交互关系;数据管理与控制系统主要包括前端(Web和Android)与服务端，服务端按照功能不同又可以分为设备数据管理模块、Web管理系统后台模块以及数据接收和控制指令发送模块。然后进行了系统用例设计、类图设计和数据库设计。在此基础上进行了具体的功能模块设计，包括最新数据查看模块和设备分布模块等。 (3)功能实现。首先实现了设备终端系统的功能，主要包括数据发送功能以及指令数据接收与设备控制功能。然后实现数据管理与控制系统（Web和Android端）各个子模块的功能，主要包括对各项数据的管理功能和TCP服务器的实现。增删改查功能的实现主要通过前端向服务端发送http请求，服务端收到请求后调用相关的方法，最终实现对数据的操作。TCP服务器采用Netty框架进行编写，重写了相关方法的业务逻辑，实现对接收到的数据的处理。在实现上述两个部分所有功能后进行了系统核心功能的测试以及TCP服务器的性能测试，达到了系统设计目标。 本文所研究的植保杀虫灯智能管理系统，将杀虫灯的工作状态数据通过网络传输方式传送到数据管理与控制系统中，实现了对杀虫灯工作状态的及时监测;通过向设备终端系统发送控制指令，实现了杀虫灯的远程控制。为后期植保杀虫灯智能管理系统的进一步研究工作奠定了基础，也为其他植保设备智能管理的研究提供了参考。