基于云平臺(tái)的智能農(nóng)業(yè)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)TCP/IP的Socket的研究

南京科技職業(yè)學(xué)院 喻菊梅 方 賡

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基于云平臺(tái)的智能農(nóng)業(yè)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)TCP/IP的Socket的研究

南京科技職業(yè)學(xué)院 喻菊梅 方 賡

【摘要】智能農(nóng)業(yè)是計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和傳感器技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。用戶可以通過智能農(nóng)業(yè)系統(tǒng)平臺(tái)，借助無線通信網(wǎng)絡(luò)對(duì)遠(yuǎn)端的農(nóng)作物生產(chǎn)環(huán)境進(jìn)行智能化調(diào)控。本文研究的重點(diǎn)在于對(duì)系統(tǒng)的優(yōu)先級(jí)傳輸和并發(fā)性做了性能優(yōu)化，提出了一種動(dòng)態(tài)優(yōu)先級(jí)傳輸調(diào)度模型和基于TCP/IP的Socket通信機(jī)制。優(yōu)化后的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)可滿足大并發(fā)量的數(shù)據(jù)傳輸，適應(yīng)了未來智能農(nóng)業(yè)云平臺(tái)的需求。

【關(guān)鍵詞】云平臺(tái)；智能農(nóng)業(yè)；TCP/IP；Socket通信機(jī)制

1　系統(tǒng)研究背景

由于我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)規(guī)模大，流通基數(shù)大、消費(fèi)群體規(guī)模大這些具體國情，使得我國智能農(nóng)業(yè)的大規(guī)模實(shí)施依然面臨巨大挑戰(zhàn)。針對(duì)以上問題，我國智能農(nóng)業(yè)發(fā)展有必要建立農(nóng)業(yè)的國家大數(shù)據(jù)中心，云計(jì)算、大數(shù)據(jù)挖掘等新技術(shù)的集成創(chuàng)新；在國家層面上制定農(nóng)業(yè)信息資源的有償交換協(xié)議，實(shí)現(xiàn)資源開發(fā)、傳輸、處理、服務(wù)的標(biāo)準(zhǔn)化；技術(shù)方面重點(diǎn)突破大規(guī)模、低成本的信息快速感知技術(shù)[1]。

圖1　智能農(nóng)業(yè)云平臺(tái)系統(tǒng)的整體框架圖

2　系統(tǒng)的組成

智能農(nóng)業(yè)云平臺(tái)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)作物溫度、土壤溫度、光照生長要素進(jìn)行實(shí)時(shí)可靠的監(jiān)測(cè)、遠(yuǎn)程控制及定時(shí)輪詢。智能農(nóng)業(yè)云平臺(tái)系統(tǒng)用戶可以通過權(quán)限認(rèn)證登陸系統(tǒng)對(duì)自己的農(nóng)場(chǎng)進(jìn)行遠(yuǎn)程操控，同時(shí)遠(yuǎn)端的農(nóng)場(chǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)也會(huì)定時(shí)的對(duì)農(nóng)作物參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)，如發(fā)現(xiàn)超過預(yù)警值的信息，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)將報(bào)警數(shù)據(jù)上報(bào)到業(yè)務(wù)平臺(tái)，接著平臺(tái)會(huì)通過多種方式通知到用戶去處理，或者特別緊急情況下平臺(tái)會(huì)通過預(yù)先設(shè)置的聯(lián)動(dòng)指令自動(dòng)進(jìn)行操作來挽回農(nóng)業(yè)損失。智能農(nóng)業(yè)云平臺(tái)系統(tǒng)的整體框架圖如圖1所示。

首先，系統(tǒng)接收到系統(tǒng)網(wǎng)關(guān)的定時(shí)輪詢指令，客戶端網(wǎng)關(guān)從采控器采集到傳感數(shù)據(jù)信息，利用Modbus通訊協(xié)議將傳感信息組包發(fā)送給系統(tǒng)網(wǎng)關(guān)，系統(tǒng)網(wǎng)關(guān)接收到數(shù)據(jù)包后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解包，解析成關(guān)系數(shù)據(jù)庫可以存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)，然后存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)中心，業(yè)務(wù)管理平臺(tái)通過數(shù)據(jù)中心查詢到上報(bào)的傳感器信息。同樣，業(yè)務(wù)管理平臺(tái)也可通過下發(fā)查詢或者控制指令到客戶端網(wǎng)關(guān)，系統(tǒng)網(wǎng)關(guān)將指令組包后下發(fā)到客戶端網(wǎng)關(guān)，客戶端網(wǎng)關(guān)解析數(shù)據(jù)包后將指令下發(fā)到采控器，實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)作物傳感設(shè)備的信息查詢和遠(yuǎn)程控制。

圖2　基于 TCP/IP的Socket 的網(wǎng)絡(luò)通信程序流程[2]

3　關(guān)鍵技術(shù)的實(shí)現(xiàn)

基于TCP/IP的Socket的網(wǎng)絡(luò)通信程序流程如圖2所示：網(wǎng)關(guān)與服務(wù)器在建立Socket。通信時(shí)首先建立服務(wù)端的Socket，開始偵聽整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的連接請(qǐng)求；當(dāng)檢測(cè)到來自服務(wù)器的連接請(qǐng)求時(shí)，向服務(wù)器發(fā)送收到連接請(qǐng)求的信息，并建立與服務(wù)器之間的連接；服務(wù)器發(fā)送控制指令至網(wǎng)關(guān)，并由網(wǎng)關(guān)解析后轉(zhuǎn)發(fā)至協(xié)調(diào)器；當(dāng)完成通信后，網(wǎng)關(guān)關(guān)閉與服務(wù)器的Socket連接。

服務(wù)器在建立Socket之后，確定要連接的網(wǎng)關(guān)的主機(jī)名和端口；發(fā)送連接請(qǐng)求到網(wǎng)關(guān)，并等待網(wǎng)關(guān)的回饋信息；連接成功后，與網(wǎng)關(guān)進(jìn)行數(shù)據(jù)的交互；完成通信后，關(guān)閉Socket連接。

由于篇幅所限代碼省略。

4　總結(jié)

本文所研究的基于云平臺(tái)系統(tǒng)在功能和性能上更加符合當(dāng)前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的智能化需求，本系統(tǒng)的理論將為以后網(wǎng)關(guān)技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用提供一定的參考作用。

參考文獻(xiàn)

[1]管繼剛.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用[J].通信原理與技術(shù),2010(3):24-27.

[2]汪曉平,俞俊,李功著.精通Java網(wǎng)絡(luò)編程(第一版)[M].北京:清華大學(xué)出版社,2005,6:172-177.

方賡（1975—），男，工學(xué)碩士，講師，現(xiàn)供職于南京科技職業(yè)學(xué)院信息系，主要研究方向：云計(jì)算大規(guī)模數(shù)據(jù)挖掘應(yīng)用及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。

喻菊梅，方賡指導(dǎo)的學(xué)生。

作者簡(jiǎn)介：

項(xiàng)目來源：該文章是江蘇省高等學(xué)校大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目配套內(nèi)容（項(xiàng)目編號(hào)：201512920021X）。