Android客戶端監控系統的研制范文

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《湖北科技學院學報》2014年第七期

一、采集顯示端

1．運行控制模塊單片機即是嵌入式的微控制器，具有體積小、功耗低、成本便宜、操作可靠、環境適應能力強等優點，適用于工業控制領域和智能產品領域。本系統采用STC89C52單片機來做為系統的核心控制部分。STC89C52是一種低電壓，高性能的8位CMOS單片機，內含8k的可反復擦寫的ROM和256比特的RAM，器件采用了高密度、非易失性的存儲技術生產。在本系統中，STC89C52的XLAT1、XLAT2引腳外接11．0592MHZ的晶振;P0口與LCD1602相連，控制LCD的顯示;ADC0804將光敏電阻采集到的光照強度的信號轉換成數字信號后通過P1口傳送給單片機;P2口用作各個傳感器、LCD蜂鳴器和繼電器的使能控制端，控制這些模塊的工作狀態;P3口用于和GSM模塊之間的串口通信，控制GSM模塊的工作狀態，讀取GSM收到的短信并解析，實現相應對外部設備的操作。

2．溫度、濕度和光照強度數據采集模塊由于數字式溫濕度傳感器DHT11對溫度的靈敏度不是很高，故選擇數字式溫度傳感器DS18B20來測溫，僅用DHT11來測量濕度值。這兩種傳感器都是單總線結構的，單片機工作時要遵循嚴格的時序。在本系統中，用光敏電阻測量光照強度，但其測出的光強是模擬信號，所以用ADC0804將模擬信號轉變為數字信號。光敏電阻在光照強度大的情況下阻值降低，其兩端電壓值降低。為了符合正常的觀察習慣，系統取采集到信號與255之間的差值作為輸出，這樣在光照越強的情況下顯示的數值會越大。

3．GSM數據傳輸模塊GSM是與客戶端進行通信的核心器件。GSM模塊將GSM射頻芯片、存儲器、基帶處理芯片和功放器件等模塊集中在一塊電路板上，具有獨立的操作系統，并提供標準接口，可進行語音通話，收發短信，GPRS數據傳輸功能。GSM模塊的核心是TC－35i。本系統采用可支持中文短信的西門子TC35i。TC－35i的主要包括供電模塊(IC)，閃存，天線接口和ZIF連接器，主要用來處理GSM終端內的語言信號和數據，并且TC－35i可以涵蓋蜂窩射頻設備中所有的模擬和數字功能。單片機對GSM模塊的控制使用AT指令，且要遵循嚴格的設置步驟。在本模塊程序中，GSM接到短信時會發送字符串給單片機，使得單片機產生一個接收中斷，單片機將接收到的內容中的A～Z、a～z和0～9儲存在預先設置的一個緩存數組當中，繼而對內容進行處理:如果數組中含有“CMTI”，則說明GSM收到了短信，單片機接著發送AT指令來讀取短信內容。如果短信中含有“getdata”，則單片機就從緩存數組中把發送端的手機號提取出來，并調用發送短信的函數將數據以短信的格式發送給客戶端。如果短信中的內容是對繼電器的操作，則單片機就把相應的端口置高電平或低電平來控制繼電器的開啟或關閉。

4．顯示模塊與報警控制模塊LCD1602是一種用來顯示字符和數字等內容的點陣式LCD。由于采集顯示端中僅需要顯示簡單的字母和數字，故選用LCD1602。繼電器在本系統中起著控制外設開關的作用，當客戶端點擊“on”或者“off”的按鈕時，單片機就會從GSM中提取出信號，然后打開或關閉相應繼電器的開關。系統中共有三個繼電器分別控制溫度、濕度和光照強度的外部設備。客戶端收到溫室內部的環境信息時，與設定好的閾值相比較，若是處于正常的范圍之外，就可以打開或關閉繼電器，從而控制對應外部設備的開關，調節溫室內的環境因素，使得環境更有利于作物的生長。

二、Anroid客戶端

Anroid是一個由操作系統、中間件、用戶友好界面和應用軟件組成的全面整合的移動“軟件棧”。本客戶端使用Anroid應用程序的開發的主流語言Java繼承開發環境Eclipse。Anroid客戶端起著遠程監控及控制的作用。在本客戶端中數據都是通過GSM以短信的形式發往手機的，客戶端要實現手機短信的監聽、攔截短信、提取數據的功能。客戶端在實現功能時要調用系統發送短信的函數，并獲取發送短信的權限。在客戶端中能夠以曲線圖的形式顯示接收到的所有數據。該客戶端的框架如圖2所示:

1．短信攔截功能的實現首先是新建一個類繼承BroadctReceiver廣播接收者類，在AnroidManifest．xml配置文件中為其設置短信接收廣播的過濾器(Anroid:name=“Anroid．provider．Telepho-ny．SMS_RECEIVED”)，配置好過濾器后當手機有短信接收時，首先判斷手機號是否為所設置的手機號，若是所設置的手機號則判斷短信內容是否符合要求，內容符合要求則終止廣播使手機不提示有短信接收。

2．趨勢圖界面的實現該界面實現的功能是把所有的數據以曲線圖的形式展示。在這里使用了Google提供的AchartEngine．jar包，實現曲線圖縮放和滑動顯示足夠多的點。當接收到所需短信，提取數據并存儲，再發送一個廣播，在趨勢圖源文件中創建一個廣播接受者，接收到廣播后刪除原有的趨勢圖，取出最新數據，調用AchartEngine包里的工具類，完成更新趨勢圖的操作。

3．設置模塊該模塊實現的功能有:點擊各“設備開關”發送指令到采集顯示端，實現控制采集顯示端的繼電器開關;設置大棚內發射端號碼和三個環境參數的閾值;清空趨勢圖中所有數據。控制采集顯示端的繼電器開關的功能實現:通過Ima-geView控件實現OnClickListener接口并覆寫該接口里的onClick方法，首先讀取保存在SharedPreferences的圖片的狀態，通過狀態來設置ImageView控件的背景圖片，再把所設置的圖片的狀態保存在SharedPreferences中，實現軟件上的開關功能并發送一條對應短信內容到采集顯示端的手機號碼。當采集顯示端接收到“open”“close”短信時會分別打開或關閉對應的繼電器。由于硬件不支持連續發送的命令，所以在處理點擊按鈕后要給出提示，防止阻塞。

三、結論

本文介紹了基于Anroid客戶端的溫室大棚監控系統，用GSM完成遠程數據傳送，采集顯示端存儲數據，并能將其以曲線圖的形式在手機端顯示。現場測試表明，該系統運行可靠，成本較低，實現了溫室大棚內環境的實時監控與調節。

作者：游海云單位：福建廣播電視大學漳州分校