基于藍(lán)牙4.0BLE技術(shù)的雞舍環(huán)境信息監(jiān)控系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)

盛立沖　吳子龍　鄒秋霞

摘要：通過(guò)對(duì)養(yǎng)雞場(chǎng)環(huán)境因子的測(cè)量和控制，可確保雞處于最適生長(zhǎng)環(huán)境。為使雞舍環(huán)境信息監(jiān)控系統(tǒng)不再依賴有線網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)、現(xiàn)場(chǎng)布線更為簡(jiǎn)單、通信監(jiān)控穩(wěn)定可靠，提出多點(diǎn)對(duì)點(diǎn)藍(lán)牙-GPRS網(wǎng)關(guān)設(shè)計(jì)，采用多點(diǎn)均衡判別和在網(wǎng)關(guān)中引入CRC數(shù)據(jù)包校驗(yàn)的方法來(lái)降低錯(cuò)誤監(jiān)控事件發(fā)生率。系統(tǒng)在感知層針對(duì)資源有限的CC2540實(shí)現(xiàn)了1個(gè)藍(lán)牙主機(jī)同3個(gè)從機(jī)的穩(wěn)定性通信，帶有傳感器的藍(lán)牙從模塊的終端節(jié)點(diǎn)可實(shí)現(xiàn)6個(gè)環(huán)境參數(shù)的采集，同時(shí)還可利用紅外遙控執(zhí)行設(shè)備?，F(xiàn)場(chǎng)采集到的信息通過(guò)多點(diǎn)對(duì)點(diǎn)藍(lán)牙-GPRS網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)為GPRS數(shù)據(jù)包發(fā)送到傳輸層的遠(yuǎn)端服務(wù)器，服務(wù)器利用數(shù)據(jù)挖掘的方法進(jìn)行多點(diǎn)均衡判別來(lái)達(dá)到優(yōu)化控制。應(yīng)用層以Android手機(jī)為客戶端，以C/S模式對(duì)養(yǎng)雞場(chǎng)進(jìn)行可靠監(jiān)控，客戶端具有遠(yuǎn)程設(shè)置界面，可設(shè)置6個(gè)環(huán)境參數(shù)的變化區(qū)間來(lái)使終端節(jié)點(diǎn)自動(dòng)調(diào)節(jié)雞場(chǎng)環(huán)境，客戶端還有遠(yuǎn)程記錄雞生長(zhǎng)日志功能。系統(tǒng)將建成雞舍環(huán)境參數(shù)與生長(zhǎng)狀況信息庫(kù)，可為后期養(yǎng)殖技術(shù)的提高和食品安全的溯源提供全面可靠的數(shù)據(jù)支持。

關(guān)鍵詞：多點(diǎn)對(duì)點(diǎn)；藍(lán)牙-GPRS；CC2540；多點(diǎn)均衡；環(huán)境參數(shù)；遠(yuǎn)程設(shè)置；雞舍

中圖分類(lèi)號(hào)： S126；TP277.2 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A 文章編號(hào)：1002-1302（2016）07-0394-05

隨著我國(guó)城市化的不斷發(fā)展，過(guò)去散養(yǎng)雞的方式越來(lái)越被大規(guī)模、集中式的養(yǎng)雞場(chǎng)方式所替代。然而，雞生長(zhǎng)過(guò)程中在不同階段對(duì)環(huán)境因素有著不同的要求[1-3]，因此這種高密度的養(yǎng)殖需要合理的信息監(jiān)控系統(tǒng)。信息監(jiān)控系統(tǒng)在養(yǎng)雞場(chǎng)的應(yīng)用既可以節(jié)約大量的勞動(dòng)成本，又可以讓養(yǎng)雞場(chǎng)環(huán)境時(shí)刻保持最適合雞生長(zhǎng)的狀態(tài)，從源頭上降低雞疾病發(fā)生率，從而確保雞又快又好地生長(zhǎng)。

當(dāng)今國(guó)外養(yǎng)雞場(chǎng)監(jiān)控大都采用工控監(jiān)控設(shè)備，價(jià)格昂貴[4]，國(guó)內(nèi)養(yǎng)雞場(chǎng)監(jiān)控對(duì)有線網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)依耐性強(qiáng)，布線復(fù)雜。而在現(xiàn)實(shí)中，國(guó)內(nèi)養(yǎng)雞場(chǎng)大都處于偏僻、有線通信設(shè)施差的地區(qū)。如今藍(lán)牙4.0BLE技術(shù)低功耗，且在通信傳輸速率、價(jià)格上已經(jīng)優(yōu)于ZigBee，而且藍(lán)牙4.0BLE傳輸距離已達(dá)到了60～100 m[5]。此外，藍(lán)牙4.0BLE的星形網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湟蕾嚨牟辉賰H僅是以手機(jī)為中心節(jié)點(diǎn)，市場(chǎng)上已經(jīng)出現(xiàn)了諸多CC254X系列的主機(jī)。因此，藍(lán)牙4.0BLE技術(shù)在中小規(guī)模養(yǎng)雞場(chǎng)環(huán)境信息監(jiān)控方面的應(yīng)用已經(jīng)有了可能。

針對(duì)以上情況，本研究開(kāi)發(fā)了基于藍(lán)牙4.0BLE技術(shù)的雞舍環(huán)境信息監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)以Android智能手機(jī)為客戶端，以全程無(wú)線的通信方式對(duì)養(yǎng)雞場(chǎng)的信息進(jìn)行可靠監(jiān)控。同時(shí)，使用者可在客戶端以日志形式記錄雞的生長(zhǎng)信息并存于服務(wù)器中。本研究首次建成雞舍環(huán)境參數(shù)與生長(zhǎng)狀況信息庫(kù)，以期為今后養(yǎng)殖技術(shù)的提高和食品安全可溯源提供全面可靠的數(shù)據(jù)。

1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

這個(gè)基于藍(lán)牙4.0BLE技術(shù)的雞舍環(huán)境信息監(jiān)控系統(tǒng)，采用物聯(lián)網(wǎng)的感知層、傳輸層、應(yīng)用層3層設(shè)計(jì)模式。系統(tǒng)涉及的通信方式，都采用無(wú)線傳輸方式，系統(tǒng)涉及紅外、藍(lán)牙和GPRS無(wú)線通信技術(shù)。系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。

（1）感知層。藍(lán)牙從模塊的數(shù)據(jù)采集終端既作為數(shù)據(jù)采集終端又作為驅(qū)動(dòng)執(zhí)行設(shè)備的紅外發(fā)射器[6]。執(zhí)行設(shè)備有：具有紅外感應(yīng)的加溫空調(diào)、風(fēng)機(jī)、加濕器、天窗和照明設(shè)備。多個(gè)藍(lán)牙從模塊數(shù)據(jù)采集終端與多點(diǎn)對(duì)點(diǎn)藍(lán)牙-GPRS網(wǎng)關(guān)以主從方式實(shí)現(xiàn)通信連接。本設(shè)計(jì)采用3個(gè)帶有傳感器的藍(lán)牙從模塊和GPRS3G 500萬(wàn)像素可旋轉(zhuǎn)攝像頭作為數(shù)據(jù)采集終端節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)養(yǎng)雞場(chǎng)內(nèi)6個(gè)環(huán)境參數(shù)多地點(diǎn)采集和對(duì)現(xiàn)場(chǎng)圖片取景多角度采集，6個(gè)環(huán)境參數(shù)為溫度、相對(duì)濕度、光照度、二氧化碳濃度、氨氣濃度和硫化氫濃度[1-2，7]。將采集的3組6個(gè)環(huán)境參數(shù)打成數(shù)據(jù)包，再利用多點(diǎn)對(duì)點(diǎn)藍(lán)牙-GPRS網(wǎng)關(guān)，將藍(lán)牙數(shù)據(jù)包格式轉(zhuǎn)化為GPRS數(shù)據(jù)包格式，并通過(guò)該網(wǎng)關(guān)發(fā)送出去。

（2）傳輸層。利用GPRS網(wǎng)絡(luò)，將上述GPRS數(shù)據(jù)包通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)發(fā)給具有公網(wǎng)IP的遠(yuǎn)程服務(wù)器。服務(wù)器每隔5 min 就收到1次來(lái)自感知層的環(huán)境數(shù)據(jù)，服務(wù)器利用數(shù)據(jù)挖掘的方法對(duì)同一時(shí)間3個(gè)不同節(jié)點(diǎn)采集的6個(gè)環(huán)境參數(shù)進(jìn)行多點(diǎn)均衡判別，根據(jù)事先定好的規(guī)則給出控制結(jié)論，達(dá)到優(yōu)化控制的目的。長(zhǎng)此以往服務(wù)器端將會(huì)獲取大量重復(fù)數(shù)據(jù)，因此利用數(shù)據(jù)分析方法去除冗余數(shù)據(jù)，再作存儲(chǔ)。

（3）應(yīng)用層。采用安卓智能手機(jī)作為客戶端，當(dāng)然還可以采用圖1中的其他移動(dòng)設(shè)備或固定設(shè)備，以C/S模式獲取養(yǎng)雞場(chǎng)的實(shí)時(shí)信息，客戶端還可以控制調(diào)節(jié)養(yǎng)雞場(chǎng)內(nèi)的環(huán)境

因子。在客戶端上如滑動(dòng)空調(diào)加溫按鈕至開(kāi)狀態(tài)，服務(wù)器就會(huì)接收到控制信息，經(jīng)過(guò)分析就會(huì)給多點(diǎn)對(duì)點(diǎn)藍(lán)牙-GPRS網(wǎng)關(guān)發(fā)送對(duì)應(yīng)的GPRS數(shù)據(jù)包控制信息。該網(wǎng)關(guān)收到信息后將其轉(zhuǎn)換為藍(lán)牙數(shù)據(jù)包，并根據(jù)數(shù)據(jù)包解析出的藍(lán)牙從模塊的地址信息將打開(kāi)空調(diào)的控制信號(hào)發(fā)給指定的藍(lán)牙從模塊數(shù)據(jù)采集終端。該從模塊處理器根據(jù)控制信息，會(huì)自動(dòng)發(fā)出對(duì)應(yīng)的紅外編碼信號(hào)給空調(diào)紅外接收器，空調(diào)就會(huì)自動(dòng)開(kāi)啟[6]?？蛻舳诉€具有遠(yuǎn)程記錄雞生長(zhǎng)日志功能。服務(wù)器端根據(jù)每天采集的環(huán)境參數(shù)和生長(zhǎng)日志形成雞舍環(huán)境參數(shù)與生長(zhǎng)狀況信息庫(kù)。

2 多點(diǎn)對(duì)點(diǎn)藍(lán)牙-GPRS網(wǎng)關(guān)設(shè)計(jì)

采用多點(diǎn)對(duì)點(diǎn)藍(lán)牙-GPRS網(wǎng)關(guān)，擺脫了以往單從節(jié)點(diǎn)失效而數(shù)據(jù)不能傳輸?shù)膯?wèn)題，或因單從節(jié)點(diǎn)錯(cuò)誤傳輸而導(dǎo)致錯(cuò)誤監(jiān)控的事故。同時(shí)，采用多節(jié)點(diǎn)均衡判別，可提高采集數(shù)據(jù)的可靠性。

2.1 硬件設(shè)計(jì)

該網(wǎng)關(guān)由藍(lán)牙4.0射頻模塊、超低功耗MSP430F149處理器、GPRS射頻模塊組成。多點(diǎn)對(duì)點(diǎn)藍(lán)牙-GPRS網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)見(jiàn)圖2。本網(wǎng)關(guān)硬件主要由藍(lán)牙4.0BLE模塊（包括1個(gè)集中器和3個(gè)節(jié)點(diǎn)設(shè)備）、MCU控制器模塊、GPRS射頻模塊、儲(chǔ)存器模塊和顯示模塊組成。藍(lán)牙4.0BLE模塊的核心采用制造者科技有限公司生產(chǎn)的CC2540-EB核心板，該核心板主要包括CC2540單片機(jī)、全尺寸倒F天線、晶振和擴(kuò)展接口。CC2540-EB核心版供電電壓3.3 V，室內(nèi)有效傳輸距離可達(dá)60 m。其中CC2540單片機(jī)是由TI公司推出的完全支持藍(lán)牙4.0BLE協(xié)議的8位單片機(jī)[5]。MCU控制器模塊采用TI公司的MSP430F149，該低功耗處理器具有2個(gè)通用異步串行接口，且都為T(mén)TL接口[8-9]。GPRS射頻模塊采用透?jìng)髂KKS97，該模塊能夠?qū)⒋诮邮盏降臄?shù)據(jù)通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行無(wú)線傳送。存儲(chǔ)器模塊采用金斯頓2G SD卡，采用SPI模式與單片機(jī)MSP430F149相連接。該SD卡用作存放事先計(jì)算好的CRC16值表，該多點(diǎn)對(duì)點(diǎn)藍(lán)牙-GPRS網(wǎng)關(guān)在進(jìn)行數(shù)據(jù)包CRC校驗(yàn)時(shí)采用查表法將大大提高單片機(jī)MSP430F149的計(jì)算速度。LCD顯示模塊采用12864液晶屏，用來(lái)實(shí)時(shí)顯示養(yǎng)雞場(chǎng)內(nèi)的溫度等6個(gè)環(huán)境參數(shù)。如圖2所示，藍(lán)牙射頻模塊與MSP430F149單片機(jī)串口0的TXD、RXD相連接，GPRS射頻模塊則接在MSP430F149單片機(jī)的串口1上，SD存儲(chǔ)卡采用SPI模式與單片機(jī)MSP430F149相連接。

2.2 軟件設(shè)計(jì)

2.2.1 多點(diǎn)對(duì)點(diǎn)藍(lán)牙-GPRS網(wǎng)關(guān)軟件流程圖設(shè)計(jì) 多點(diǎn)對(duì)點(diǎn)藍(lán)牙-GPRS網(wǎng)關(guān)軟件流程見(jiàn)圖3。該軟件的功能好比數(shù)據(jù)翻譯器，實(shí)現(xiàn)藍(lán)牙數(shù)據(jù)格式同GPRS數(shù)據(jù)格式的相互轉(zhuǎn)換。該網(wǎng)關(guān)的運(yùn)行，首先要進(jìn)行初始化，包括串口初始化、12864液晶顯示初始化、SD存儲(chǔ)卡初始化、波特率設(shè)置、使能中斷等操作。接下來(lái)的軟件程序流程將進(jìn)入1個(gè)大的循環(huán)體中，流程如下：（1）MSP430F149處理器對(duì)串口0和串口1進(jìn)行周期性的狀態(tài)掃描，掃描到高電平信號(hào)就跳到（2）。（2） MSP430F149處理器對(duì)高電平信號(hào)串口采取辨別，如果來(lái)自串口0，那么把串口1定義成輸出端，跳到（3）；反之將串口0定義成輸出端，跳到（4）。（3）接收串口0的藍(lán)牙數(shù)據(jù)包，調(diào)

用SD存儲(chǔ)卡中的CRC16值表進(jìn)行CRC16校驗(yàn)。校驗(yàn)失敗則丟棄當(dāng)前數(shù)據(jù)包跳到（1）；校驗(yàn)成功則對(duì)該藍(lán)牙數(shù)據(jù)包進(jìn)行解析，分離出采集節(jié)點(diǎn)的地址信息和數(shù)據(jù)荷載，進(jìn)而在將其封裝為GPRS格式的數(shù)據(jù)包。如果上報(bào)時(shí)間5 min已到，則把GPRS格式的數(shù)據(jù)包從串口1發(fā)出，跳到（1）；若上報(bào)時(shí)間未到，則跳到（1）。（4）接收串口1的GPRS格式數(shù)據(jù)包，調(diào)用SD存儲(chǔ)卡中的CRC16值表進(jìn)行CRC16校驗(yàn)。如果校驗(yàn)失敗，則丟棄當(dāng)前數(shù)據(jù)包，跳到（1）；如果校驗(yàn)成功，則對(duì)該GPRS數(shù)據(jù)包進(jìn)行解析，分離出采集節(jié)點(diǎn)的地址信息、控制信息，進(jìn)而將其封裝為藍(lán)牙格式的數(shù)據(jù)包。從串口0發(fā)出，跳到（1）。

2.2.2 藍(lán)牙主機(jī)與3個(gè)藍(lán)牙從機(jī)實(shí)現(xiàn)上電自動(dòng)連接 本系統(tǒng)在藍(lán)牙主從機(jī)采集與控制這一模塊功能的開(kāi)發(fā)上，編譯環(huán)境采用IAR8.10，藍(lán)牙協(xié)議棧采用BLE-CC254x-1.3.2，程序下載燒寫(xiě)器采用CC DEBUGGER。使用IAR開(kāi)發(fā)的極大好處就是用戶只需要打開(kāi)TI公司提供的BLE協(xié)議棧，根據(jù)實(shí)際項(xiàng)目進(jìn)行文件的部分修改即可。利用協(xié)議棧在后期開(kāi)發(fā)中不再需要編寫(xiě)底層的復(fù)雜代碼，開(kāi)發(fā)者只需調(diào)用相應(yīng)的API接口函數(shù)，即可實(shí)現(xiàn)控制底層的功能。藍(lán)牙4.0BLE協(xié)議棧如圖4所示。該協(xié)議棧實(shí)現(xiàn)了TI的藍(lán)牙4.0BLE的協(xié)議。TI的藍(lán)牙4.0BLE協(xié)議由控制器、主機(jī)2大部份組成。協(xié)議棧用分層的思想，上層可以調(diào)用下層提供的函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)所需要的功能[5]。而一般用戶直接接觸的是通用訪問(wèn)配置文件層（GAP）、通用屬性配置文件層（GATT）。GAP定義了使用ATT服務(wù)的框架，若GAP服務(wù)的UUID相互匹配，那么2個(gè)設(shè)備就可建立連接，GATT規(guī)定了配置文件（profile）的結(jié)構(gòu)，在BLE中凡是被服務(wù)或profile用到的數(shù)據(jù)塊都稱作“特性”，2個(gè)建立連接設(shè)備之間的所有數(shù)據(jù)通信都是利用GATT子程序來(lái)處理的[5]。

圖5是藍(lán)牙主機(jī)與3個(gè)藍(lán)牙從機(jī)實(shí)現(xiàn)上電自動(dòng)連接的流程，此處共4個(gè)模塊、1個(gè)主機(jī)、3個(gè)從機(jī)。上電后，從機(jī)通過(guò)傳感器采集到雞場(chǎng)環(huán)境數(shù)據(jù)存放到自身屬性表的特性中，周期性地處于廣播狀態(tài)；而主機(jī)僅需要掃描和連接2個(gè)動(dòng)作。

流程圖中部分關(guān)鍵代碼：打開(kāi)協(xié)議棧文件夾需要修改simpleBLECentral.c、simpleBLEPeripheral.c及其對(duì)應(yīng)的頭文件及 profile文件和該系統(tǒng)模塊對(duì)應(yīng)的hal層驅(qū)動(dòng)等。

osal_set_event（simpleBLETaskId，START_CONNECT_EVT）；//啟動(dòng)1個(gè)連接事件

If（pEvent->gap.hdr.status==SUCESS）；//回調(diào)函數(shù)返回狀態(tài)為SUCESS，表明連接成功

{simpleBLEConnHandle[connectedPeripheralNum]=pEvent->linkCmpl.connectionHandle；//保存當(dāng)前connectionHandle

connectedPeripheralNum++；//已建立連接數(shù)+1

.............}

If（（connectedPeripheralNum0））；//判斷當(dāng)前連接從機(jī)是否小于最大3個(gè)并且判斷時(shí)候掃描到有可連接的從機(jī)。

2.2.3 藍(lán)牙主機(jī)與從機(jī)相互通信流程 當(dāng)藍(lán)牙主機(jī)與3個(gè)藍(lán)牙從機(jī)自動(dòng)連接成功后，藍(lán)牙主機(jī)要根據(jù)之前保存的 connectionHandle 和從機(jī)地址來(lái)主動(dòng)地和每個(gè)目標(biāo)從機(jī)通信，通信的具體流程如圖6所示。主機(jī)要想讀取目標(biāo)從機(jī)采集到的應(yīng)用數(shù)據(jù)，首先開(kāi)始搜索目標(biāo)從機(jī)的service、characteristcs。主機(jī)只有獲得特性值句柄才能憑借特性值句柄去讀取從機(jī)的應(yīng)用數(shù)據(jù)，并給從機(jī)傳送新的應(yīng)用數(shù)據(jù)。從機(jī)依據(jù)接收的新數(shù)據(jù)來(lái)實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的執(zhí)行動(dòng)作，即利用紅外信號(hào)來(lái)控制燈光、空調(diào)等的關(guān)開(kāi)。通信流程部分核心代碼：osal_start_timerEx（simpleBLETaskId，START_DISCOVERY_EVT，DEFAULT_SVC_DISCOVERY_DELA）；//啟動(dòng)尋找service事件

GATT_DiscprimaryServiceByUUID（simpleBLEConnHandle[connectedPeripheralNum-1]，uuid，ATT_BT_UUID_SIZE，simpleBLETaskId）；//尋找service事件最終調(diào)用了該函數(shù)，并向該函數(shù)傳遞了從機(jī)的service uuid

3 GPRS模塊與服務(wù)器通信

GPRS模塊和遠(yuǎn)端服務(wù)器進(jìn)行通信的步驟：（1）在上電的前提下，GPRS模塊讀出自身Flash Memory內(nèi)的配置參數(shù)，自動(dòng)PPP撥號(hào)發(fā)起連接；（2）連接成功會(huì)獲得動(dòng)態(tài)IP；（3）按照配置參數(shù)中已經(jīng)設(shè)定的目標(biāo)遠(yuǎn)端服務(wù)器的IP地址、端口號(hào)，向其發(fā)起連接；（4）遠(yuǎn)端服務(wù)器連接成功后，本系統(tǒng)為了保證傳輸數(shù)據(jù)的可靠性，隨即發(fā)起TCP請(qǐng)求；（5）TCP請(qǐng)求通過(guò)，雙向通信鏈路建立。本系統(tǒng)為了多點(diǎn)對(duì)點(diǎn)藍(lán)牙-GPRS網(wǎng)關(guān)能與遠(yuǎn)端服務(wù)器永久連接，特意將GPRS模塊作為遠(yuǎn)端服務(wù)器的客戶端，采用心跳包的方式與服務(wù)器建立永久在線連接，利用Socket編程模型實(shí)現(xiàn)TCP協(xié)議與遠(yuǎn)端服務(wù)器通信。

4 服務(wù)器端

服務(wù)器利用數(shù)據(jù)挖掘的方法對(duì)同一時(shí)間3個(gè)不同節(jié)點(diǎn)采集的3組6個(gè)環(huán)境參數(shù)進(jìn)行多點(diǎn)均衡判別，根據(jù)事先定好的規(guī)則，給出控制結(jié)論和1組可靠地代表養(yǎng)雞場(chǎng)6個(gè)環(huán)境參數(shù)的輸出，來(lái)達(dá)到優(yōu)化控制。如果當(dāng)同一時(shí)間同一環(huán)境因子差別高于先驗(yàn)知識(shí)的范圍，說(shuō)明存在異常，則給出報(bào)警通知等。

由于服務(wù)器每隔5 min就收到1次來(lái)自感知層的環(huán)境數(shù)據(jù)，1 d就會(huì)有288條，而構(gòu)建雞舍環(huán)境參數(shù)與生長(zhǎng)狀況信息庫(kù)，1 d不需要288條數(shù)據(jù)，根據(jù)養(yǎng)雞專家意見(jiàn)，服務(wù)器采用分時(shí)間段取平均值去除冗余數(shù)據(jù)來(lái)存儲(chǔ)建庫(kù)。

服務(wù)器端是應(yīng)用層安卓手機(jī)客戶端和感知層雞舍環(huán)境現(xiàn)場(chǎng)采集與執(zhí)行端的中轉(zhuǎn)站。安卓手機(jī)客戶端可以通過(guò)服務(wù)器獲取可靠有效的養(yǎng)雞場(chǎng)6個(gè)環(huán)境參數(shù)和現(xiàn)場(chǎng)取景圖片，同時(shí)還可以發(fā)送控制信號(hào)、應(yīng)用數(shù)據(jù)給服務(wù)器，服務(wù)器根據(jù)接收的內(nèi)容作出相應(yīng)的判斷并執(zhí)行相應(yīng)的事件處理。

5 Android手機(jī)客戶端測(cè)試

本研究開(kāi)發(fā)了基于Android客戶端的雞舍環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)軟件[10]。安卓手機(jī)安裝好該軟件，用戶在手機(jī)應(yīng)用程序中找到雞舍環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)圖標(biāo)，點(diǎn)擊該圖標(biāo)進(jìn)入登錄界面，輸入用戶名和密碼，點(diǎn)擊登錄，即可進(jìn)入功能界面。功能界面共有3個(gè)功能菜單項(xiàng)：第1個(gè)是監(jiān)控界面菜單，第2個(gè)是遠(yuǎn)程設(shè)置界面菜單，最后1個(gè)則是日志記錄菜單。點(diǎn)擊監(jiān)控界面菜單，則進(jìn)入圖7-a中的監(jiān)控界面并同時(shí)讀取服務(wù)器最近期存儲(chǔ)的養(yǎng)雞場(chǎng)6個(gè)環(huán)境參數(shù)，監(jiān)控界面上方部分是養(yǎng)雞場(chǎng)內(nèi)執(zhí)行器的開(kāi)關(guān)按鈕，滑動(dòng)該開(kāi)關(guān)按鈕，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制執(zhí)行設(shè)備。如果想查看養(yǎng)雞場(chǎng)的實(shí)時(shí)場(chǎng)景，只需要點(diǎn)擊監(jiān)控界面下方的取景菜單，進(jìn)入圖7-b所示的現(xiàn)場(chǎng)取景界面，服務(wù)器收到取景信號(hào)命令，則實(shí)時(shí)給養(yǎng)雞場(chǎng)內(nèi)GPR3G 500萬(wàn)像素?zé)o線遠(yuǎn)程拍照攝像頭發(fā)1個(gè)拍攝信號(hào)，GPRS3G 500萬(wàn)像素?zé)o線遠(yuǎn)程拍照攝像頭把實(shí)時(shí)拍攝圖片返回給服務(wù)器，再轉(zhuǎn)發(fā)給手機(jī)端，接著進(jìn)入休眠狀態(tài)，等待下一次的拍攝信號(hào)。要想遠(yuǎn)程設(shè)置讓感知層的3個(gè)藍(lán)牙從模塊自動(dòng)調(diào)節(jié)控制養(yǎng)雞場(chǎng)的環(huán)境參數(shù)，使環(huán)境參數(shù)值保持在一個(gè)較大的動(dòng)態(tài)區(qū)間內(nèi)，可點(diǎn)擊遠(yuǎn)程設(shè)置菜單，進(jìn)入遠(yuǎn)程設(shè)置界面（如圖7-c所示），進(jìn)行環(huán)境參數(shù)值大區(qū)間的設(shè)置。點(diǎn)擊日志記錄菜單，彈出日志記錄界面如圖7-d所示?？蛻舳司哂羞h(yuǎn)程記錄雞生長(zhǎng)日志功能，系統(tǒng)測(cè)試效果良好，已在養(yǎng)雞場(chǎng)試用。

6 結(jié)論

系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了利用手機(jī)客戶端遠(yuǎn)程對(duì)養(yǎng)雞場(chǎng)6個(gè)重要環(huán)境參數(shù)的監(jiān)控和現(xiàn)場(chǎng)取景功能，確保雞處于最適的生長(zhǎng)環(huán)境。系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)有：（1）采用全無(wú)線的傳輸方式，解決國(guó)內(nèi)養(yǎng)雞場(chǎng)監(jiān)控對(duì)有線網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)依耐性強(qiáng)的問(wèn)題；（2）系統(tǒng)首次將藍(lán)牙4.0BLE技術(shù)應(yīng)用于畜禽環(huán)境監(jiān)控中，并設(shè)計(jì)了多點(diǎn)對(duì)點(diǎn)藍(lán)牙-GPRS網(wǎng)關(guān)，針對(duì)資源有限的CC254x實(shí)現(xiàn)了1主3從的穩(wěn)定性通信；（3）系統(tǒng)根據(jù)養(yǎng)雞場(chǎng)空間實(shí)情，采用多節(jié)點(diǎn)采集重復(fù)數(shù)據(jù)，擺脫了以往單從節(jié)點(diǎn)失效而數(shù)據(jù)不能傳輸?shù)膯?wèn)題，或因單從節(jié)點(diǎn)錯(cuò)誤傳輸而導(dǎo)致錯(cuò)誤監(jiān)控的事故，在服務(wù)器端采用多節(jié)點(diǎn)均衡判別，可提高采集數(shù)據(jù)的可靠性；（4）系統(tǒng)對(duì)雞舍環(huán)境重要參數(shù)實(shí)現(xiàn)了全面采集，且客戶端具有遠(yuǎn)程記錄雞生長(zhǎng)日志功能，本研究首次將雞舍環(huán)境參數(shù)與生長(zhǎng)狀況信息庫(kù)建成，為今后養(yǎng)殖技術(shù)的提高和食品安全可溯源提供全面而可靠的數(shù)據(jù)；（5）系統(tǒng)設(shè)計(jì)出遠(yuǎn)程設(shè)置界面，特別適合像養(yǎng)雞場(chǎng)這樣環(huán)境參數(shù)變動(dòng)頻繁的場(chǎng)所，遠(yuǎn)程設(shè)置極大提高該系統(tǒng)的實(shí)用性、方便性，該系統(tǒng)還可應(yīng)用于其他畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)所監(jiān)控、溫室大棚監(jiān)控、智能家居等場(chǎng)所，應(yīng)用前景廣闊。

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