基于Android的嵌入式温室环境监测网关系统的设计与实现
这是一篇关于Android,嵌入式,温室,监测,网关的论文, 主要内容为温室在现代农业发展的过程中起着重要的作用,它能够减少外界环境对作物的影响,创造出适宜作物生长的环境,提高作物的品质与产量。随着信息技术的不断发展,无线传感技术被广泛应用于温室环境监测领域。通过传感器获取温室环境信息,然后将信息通过无线网络发送出去,可以实现温室环境的远程实时监测,促进现代农业向数字化、网络化以及智能化的方向发展。传统的温室网关存在数据可视化程度不高、跨平台访问能力差并且现场可交互性较低等问题,无法满足现代化温室的发展要求。基于此,本文设计了一种基于Android的嵌入式温室环境监测网关,主要研究内容如下:(1)温室监测网关系统总体设计。在对系统的功能和性能需求进行分析后,选取ARM处理器作为硬件开发平台,嵌入式Android系统作为软件开发平台。基于层次化的设计思想,设计了数据采集层、数据处理与转发层以及应用层三层系统架构。(2)温室监测网关系统的硬件电路设计。网关硬件以三星公司Exynos4412处理器为核心,为了获取温室环境参数,设计了ZigBee协调器接口电路来汇聚ZigBee传感器采集的数据;为了保证系统能够安全运行,设计了GPRS接口电路发送温室警报信息;为了扩展系统的功能,设计了USB接口电路来连接摄像头等外设;为了实现远程监测,设计了以太网接口电路让网关具备远程接入能力;为了实现本地交互,设计了LCD接口电路支持用户现场操作。(3)温室监测网关系统的软件设计。系统的软件分为三大部分:数据处理与转发程序、客户端应用程序和嵌入式Web服务器程序。数据处理与转发程序是网关软件的核心,能够自动识别解析并转发经过网关的数据,屏蔽了底层不同硬件接口之间的差异,为访问温室环境数据提供了统一的接口。客户端应用程序采用C/S架构,在Android系统上开发,主要包含多用户管理及登录、实时数据采集、历史数据查看、视频监测、节点状态查看、网关参数设置、报警信息等功能,实现了多用户对温室环境的实时监测。嵌入式Web服务器基于B/S架构开发,前端采用JavaScript和HTML进行设计,后端使用PHP语言来开发,为用户提供了跨平台温室监测服务,提高了整个系统的适用性。(4)温室监测网关系统测试。分别在Android手机和Web浏览器上测试了系统的各项功能,并对网关丢包率、响应时间、并发性以及视频帧率进行了测试,验证系统能否满足设计和使用要求。测试结果表明,该网关系统能够实现多用户远程实时监测,可以对传感器的状态进行监测,数据可视化程度高,安全预警能力强,具有良好的现场交互能力。整个系统运行稳定可靠,功能和性能满足设计要求,可以对温室的环境进行有效的监测,具有一定的应用价值。
基于LoRa的水质信息远程采集系统的设计与实现
这是一篇关于水质信息采集,网关,LoRa,GPRS,Java NIO,Web开发的论文, 主要内容为水是生命之源,洁净的水对人类的健康尤为重要。但是近年来,随着我国工业化进程的迅猛发展,水污染问题也越来越突出,不少地方已经到了严重影响人类健康的程度。因此,水污染的防治已迫在眉睫。基于这一背景,论文开发了一套基于LoRa的水质信息远程采集系统,旨在方便快捷地远程获取水质信息,提升水污染防治工作的效率。为了实现这一目标,论文基于一种远距离、低成本的LoRa通信技术,设计并实现了一套水质信息远程采集系统。该系统包括水质信息传输网关、水质信息接收服务端以及水质信息Web端三个模块。网关由树莓派、SX1278 LoRa模块和GPRS模块组成,后台服务端包括采用Java NIO技术的数据接收服务端和Web端,其中Web端基于Vue.js框架和Spring Boot框架实现。论文主要研究内容如下:(1)完成网关的软硬件设计,实现网关向终端的水质信息采集和向后台服务器的水质信息转发功能。以树莓派2B为开发平台,结合LoRa模块和GPRS模块,完成网关的硬件搭建。研究LoRa技术相关原理,制定LoRa无线通信协议,实现网关与采集终端的组网功能。研究GPRS模块SIM900A的工作原理,制定GPRS通信协议,实现网关端向服务端转发水质数据的功能。(2)完成系统服务端的设计与实现。包括基于Java NIO技术的水质数据接收服务端的设计与实现和Web端的设计与实现,其中Web端实现了水质信息的查询和网关信息的增删改查功能。最后完成系统相关模块的功能测试工作。论文完成了系统网关和服务端的设计与实现,同时完成了相关功能的测试,有效地提高了水质信息远程采集的效率,促进了水环境保护工作进程。
面向Elasticsearch的监控管理平台的设计与实现
这是一篇关于Elasticsearch引擎,监控管理,网关,容量规划的论文, 主要内容为Elasticsearch是基于Lucene的分布式全文搜索引擎,在很多公司中都使用Elasticsearch引擎来检索数据,其应用的领域非常广泛。但是,如何很好的监控和管理Elasticsearch集群,保持集群的稳定以及如何很好的管控用户查询避免相互影响,是很多公司所面对的难题。所以需要构建面向Elasticsearch的监控管理平台,实现对用户查询的控制、管理Elasticsearch集群资源、建立监控体系、提高集群稳定性、降低运维的成本、方便用户使用Elasticsearch检索数据。面向Elasticsearch的监控管理平台主要包括网关模块、元数据管理模块、集群监控模块。网关模块主要包括API级别权限校验、限流降级、容灾以及查询分析与审核等。网关模块使用Ehcache缓存用户查询数据,支持TCP和HTTP两种协议,处理用户查询请求。元数据管理模块主要包括Template(模板)的生命周期管理、资源的容量规划、用户应用管理、工单管理等等。元数据管理模块根据每个Template对应的TPS与QPS,分析所需要的资源,采用贪心算法对集群的进行资源的容量规划,提高资源的利用率。集群监控模块采集集群指标信息并配置监控大盘,直观观察集群各个指标比如写入率、查询率等等。另外,站在用户视角监控数据是否可查询,静态的分析集群不健康的检查项,生成健康报告。元数据管理模块、集群监控模块都采用B/S架构,用户通过界面与后端进行交互。后端使用SSM框架进行开发,采用Tomcat作为服务器,并将数据保存在MySQL中。平台上线后,用户查询得到很好的管控,不合理的查询会被拒绝,并由平台运维人员评估合理性,再对查询进行优化后再审批通过,避免了查询对集群的影响。集群运维工作大大降低,资源的利用率由原先平均30%提升至50%,集群的稳定性大大提升。目前整个监控管理平台读写峰值TPS分别是10904/s和1316w/s。
基于Android的嵌入式温室环境监测网关系统的设计与实现
这是一篇关于Android,嵌入式,温室,监测,网关的论文, 主要内容为温室在现代农业发展的过程中起着重要的作用,它能够减少外界环境对作物的影响,创造出适宜作物生长的环境,提高作物的品质与产量。随着信息技术的不断发展,无线传感技术被广泛应用于温室环境监测领域。通过传感器获取温室环境信息,然后将信息通过无线网络发送出去,可以实现温室环境的远程实时监测,促进现代农业向数字化、网络化以及智能化的方向发展。传统的温室网关存在数据可视化程度不高、跨平台访问能力差并且现场可交互性较低等问题,无法满足现代化温室的发展要求。基于此,本文设计了一种基于Android的嵌入式温室环境监测网关,主要研究内容如下:(1)温室监测网关系统总体设计。在对系统的功能和性能需求进行分析后,选取ARM处理器作为硬件开发平台,嵌入式Android系统作为软件开发平台。基于层次化的设计思想,设计了数据采集层、数据处理与转发层以及应用层三层系统架构。(2)温室监测网关系统的硬件电路设计。网关硬件以三星公司Exynos4412处理器为核心,为了获取温室环境参数,设计了ZigBee协调器接口电路来汇聚ZigBee传感器采集的数据;为了保证系统能够安全运行,设计了GPRS接口电路发送温室警报信息;为了扩展系统的功能,设计了USB接口电路来连接摄像头等外设;为了实现远程监测,设计了以太网接口电路让网关具备远程接入能力;为了实现本地交互,设计了LCD接口电路支持用户现场操作。(3)温室监测网关系统的软件设计。系统的软件分为三大部分:数据处理与转发程序、客户端应用程序和嵌入式Web服务器程序。数据处理与转发程序是网关软件的核心,能够自动识别解析并转发经过网关的数据,屏蔽了底层不同硬件接口之间的差异,为访问温室环境数据提供了统一的接口。客户端应用程序采用C/S架构,在Android系统上开发,主要包含多用户管理及登录、实时数据采集、历史数据查看、视频监测、节点状态查看、网关参数设置、报警信息等功能,实现了多用户对温室环境的实时监测。嵌入式Web服务器基于B/S架构开发,前端采用JavaScript和HTML进行设计,后端使用PHP语言来开发,为用户提供了跨平台温室监测服务,提高了整个系统的适用性。(4)温室监测网关系统测试。分别在Android手机和Web浏览器上测试了系统的各项功能,并对网关丢包率、响应时间、并发性以及视频帧率进行了测试,验证系统能否满足设计和使用要求。测试结果表明,该网关系统能够实现多用户远程实时监测,可以对传感器的状态进行监测,数据可视化程度高,安全预警能力强,具有良好的现场交互能力。整个系统运行稳定可靠,功能和性能满足设计要求,可以对温室的环境进行有效的监测,具有一定的应用价值。
基于SimpliciTI的大田图像采集与无线传输系统的研究与实现
这是一篇关于大田图像,SimpliciTI网络协议,无线传输,网关,Web服务器的论文, 主要内容为随着现代控制技术、微电子技术在农业中的不断渗透和应用,农艺水平的不断提高,农业的发展已从传统农业逐渐转变为现代农业,并且发展规模逐渐扩大。为生长作物提供最适应的环境,进而有效增加作物产量和品质,提高地区经济效益是现代化农业发展的趋势,获取农田所包含的信息是现代化农业研究的基础。其中农田图像信息是反应农田情况的重要信息之一。针对现场安装困难、布线复杂、线路老化和监测死角等问题,有效解决农田图像信息采集系统传输方式的不足。本课题研究并设计一套基于SimpliciTI网络协议的大田图像采集与无线传输系统,系统由以下三部分组成。农田图像定点采集网络:系统采用MCU与RF分开设计的硬件匹配结构。将SimpliciTI网络协议移植到STM32硬件平台。图像采集模块采用锂电池供电,并引入sleep-wake up机制大幅降低图像节点能耗。将采集到的图像存储到节点外扩的SD卡中,并分包经中继节点,路由转发传输至网关节点.农田图像网关设备:网关节点和图像节点采用相互兼容控制器,移植uIP协议栈,使用SPI接口与Ethernet模块通信,实现无线传感器网络与外部网络协议的转换和物理连接。网关数据和外部无线网桥通过网口相连,将图像数据传输至监控室内服务器进行存储管理。远程Web服务器·.Web服务器主要是远程获取图像信息以及图像查询工作,分别由大田图像数据库、服务器应用软件和Web系统构成。本地服务器通过定向Wi-Fi设备实现和网关服务通信。其中农田图像数据库是基于OraclelOg数据库版本开发,Web系统基于Hibernate框架设计,使用JSP开发,通过Tomcat完成远程Web服务器发布。系统整体测试运行稳定、可靠,能够顺利采集图像,无线传感器网络通过加入中继节点组成网状拓扑网络,满足无线组网获取大田图像信息的需求,课题使用定向Wi-Fi设备最远可达500m,满足大田距离要求,设计合理。并且实验测试了图像节点的通信参数,包括误码率和包错误率,图像数据共153600B,对原始图像数据进行了增加BMP文件头的恢复设计,对图像采集节点进行点对点图像无线传输单跳和多跳实验测试,结果表明图像无线传输系统的能力由传输速率、节点能耗、传输宽带、节点路由功能等共同决定,系统整体设计为大田图像采集无线化和组网简单化提供了一种新的解决方案。
面向Elasticsearch的监控管理平台的设计与实现
这是一篇关于Elasticsearch引擎,监控管理,网关,容量规划的论文, 主要内容为Elasticsearch是基于Lucene的分布式全文搜索引擎,在很多公司中都使用Elasticsearch引擎来检索数据,其应用的领域非常广泛。但是,如何很好的监控和管理Elasticsearch集群,保持集群的稳定以及如何很好的管控用户查询避免相互影响,是很多公司所面对的难题。所以需要构建面向Elasticsearch的监控管理平台,实现对用户查询的控制、管理Elasticsearch集群资源、建立监控体系、提高集群稳定性、降低运维的成本、方便用户使用Elasticsearch检索数据。面向Elasticsearch的监控管理平台主要包括网关模块、元数据管理模块、集群监控模块。网关模块主要包括API级别权限校验、限流降级、容灾以及查询分析与审核等。网关模块使用Ehcache缓存用户查询数据,支持TCP和HTTP两种协议,处理用户查询请求。元数据管理模块主要包括Template(模板)的生命周期管理、资源的容量规划、用户应用管理、工单管理等等。元数据管理模块根据每个Template对应的TPS与QPS,分析所需要的资源,采用贪心算法对集群的进行资源的容量规划,提高资源的利用率。集群监控模块采集集群指标信息并配置监控大盘,直观观察集群各个指标比如写入率、查询率等等。另外,站在用户视角监控数据是否可查询,静态的分析集群不健康的检查项,生成健康报告。元数据管理模块、集群监控模块都采用B/S架构,用户通过界面与后端进行交互。后端使用SSM框架进行开发,采用Tomcat作为服务器,并将数据保存在MySQL中。平台上线后,用户查询得到很好的管控,不合理的查询会被拒绝,并由平台运维人员评估合理性,再对查询进行优化后再审批通过,避免了查询对集群的影响。集群运维工作大大降低,资源的利用率由原先平均30%提升至50%,集群的稳定性大大提升。目前整个监控管理平台读写峰值TPS分别是10904/s和1316w/s。
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