基于云存储温室环境参数监测系统的设计

陈国保 杨波

摘   要：温室环境对农作物生长起着决定性作用，适宜的生长环境使得农作物的产量大幅提高，随着农业信息化进程的推进，农业数据量呈指数上涨的趋势。文章结合云存储和温室环境监测，提出了一个基于云存储的温室环境参数监测系统，详细阐述了系统的各个组成部分，用户通过该系统可以远程实时访问多个温室农作物生长发育情况，同时可以解决温室环境参数存储的问题，为用户进一步决断提供有力支持。

关键词：云存储;农业信息化;温室环境监测

云存储作为当前炙手可热的一种存储方式，具有成本低、性能高、应用范围广、安全可靠以及形式多样等特点，深受广大用户青睐[1]。与此同时，农业物联网蓬勃发展，监测环境参数的数据量与日俱增，为了适应大数据时代的发展，文章设计了一个基于云存储的温室环境监测系统，该系统依托于百度云服务器，借助关系数据库、对象存储、HTML5等技术共同实现[2]。该系统的搭建打破了多个温室之间信息孤岛的现象，实现了信息共享、实时监测等功能。

1    系統架构模型

基于云存储温室环境参数监测系统的系统架构如图1所示，系统一共分为4个部分，分别是数据信息的采集终端（温室）、云服务器、云存储以及用户的Web终端。首先是由大棚中的各类传感器采集温室环境参数，采集到的环境参数通过上位机LabVIEW存入系统的云平台中，然后，存入系统的底层云存储介质中，用户可以通过任何联网的设备登录至系统中，实时的访问温室环境参数，及时了解农作物的生长动态，从而减少不必要的损失。

2    系统逻辑层次及具体实现

温室环境参数监测系统从逻辑上划分为客户端、数据交互层、数据存储管理层、现场监测4部分[3]。客户端属于整个系统的前端部分，主要通过HTML5技术来实现，本系统前端采用的编程语言是JavaScript，HTML，CSS，并采用火狐浏览器的FireBug插件进行调试，HTML5结合CSS样式的渲染为用户带来了良好的人机交互体验。客户端和数据存储之间的信息交互通过WebSocket协议来实现。该协议是一种全双工的通信协议，摒弃了AJAX轮询技术的缺点，是真正意义上的实时通信，温室大棚的数据能够实时同步更新到云存储中，保证了用户观察的是最新数据。该系统的数据存储管理是通过百度云平台上的云虚拟主机、关系数据库、对象存储等工具来实现，其中，百度云平台为了方便开发者，对外提供了一系列的应用程序接口，开发者直接调用即可。以下是系统访问云存储的部分代码实现。

现场监测层是系统的底层，主要包含上位机、无线传感网络、传感器终端节点，现场监测主要通过分布在大棚中的各类传感器节点采集温室环境参数，利用无线传感器网络的自组织、多跳等特点将温室、湿度、光照强度等环境参数通过LabVIEW开发软件发送至系统云存储中，上位机软件LabVIEW无法直接和云数据库直接连接，但是可以借助于数据库接口工具包—LabSQL来实现，现场监测结构如图2所示。

3    实验结果

实验场地为温室大棚，一共选取3个温室作为研究对象，系统设置了数据查询、趋势走向、数据下载等功能（见图3）。

该系统对温室大棚中的空气温度湿度、土壤湿度温度、二氧化碳浓度、光照强度等进行采集，图4为各参数的实时界面。

4    结语

本文研究了一个基于云存储的温室环境监测系统，依托于百度云平台，利用HTML5中WebSocket通信技术、LabVIEW等工具实现了实时监测温室大棚环境参数，并将采集到的数据上传至百度云存储服务器中，保证了用户在任何联网设备上都可以访问云存储中的温室环境参数，方便用户实时了解温室作物的生长动态。

[参考文献]

[1]李颖.基于分布式文件系统的农业数据云存储的研究[D].泰安：山东农业大学，2013.

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

[3]王冬.基于物联网的智能农业监测系统的设计与实现[D].大连：大连理工大学，2013.