基于Android的物聯(lián)網(wǎng)智慧園區(qū)系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)

周文武　宋巧玲　吳旭東

關鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；公共園區(qū)；智慧園區(qū)

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2022）36-0053-03

1 引言

以物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算代表的新興智能科技，正在掀起一場以信息技術為中心的社會革命，滲透到人類社會的各個領域?！拔锫?lián)網(wǎng)”被譽為是繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)與移動通信之后，世界信息產(chǎn)業(yè)又一次浪潮，將成為未來帶動中國經(jīng)濟發(fā)展的主要生力軍。物聯(lián)網(wǎng)屬于軟件、硬件和網(wǎng)絡三者結合的技術領域。物聯(lián)網(wǎng)將人與物、物與物互聯(lián)互通，廣泛應用于新零售、工業(yè)、物流、智慧城市、通信、安全追溯、農(nóng)牧業(yè)、交通、穿戴設備、智能家居、醫(yī)療等領域。物聯(lián)網(wǎng)將在全球范圍內(nèi)連接500億個設備，所帶來的產(chǎn)業(yè)價值是互聯(lián)網(wǎng)技術的30倍以上。

近幾年國家信息規(guī)劃中明確提出要加快信息化和生態(tài)文明建設深度融合，利用新一代信息技術，促進產(chǎn)業(yè)鏈循環(huán)化。推進物聯(lián)網(wǎng)感知設施規(guī)劃布局，發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)應用；實施物聯(lián)網(wǎng)重大應用示范工程，推進物聯(lián)網(wǎng)應用區(qū)域試點，建立城市級物聯(lián)網(wǎng)接入管理與數(shù)據(jù)匯聚平臺，深化物聯(lián)網(wǎng)在城市基礎設施、生產(chǎn)經(jīng)營等環(huán)節(jié)中的應用[1]。

2 智慧園區(qū)的總體設計

對傳統(tǒng)園區(qū)進行智能化改造，實現(xiàn)環(huán)境監(jiān)測、園區(qū)監(jiān)控的功能。設計出硬件層、網(wǎng)絡層、平臺層和應用層的四層結構。實現(xiàn)園區(qū)數(shù)據(jù)的長期記錄、采集，通過監(jiān)控系統(tǒng)完成園區(qū)的溫濕度監(jiān)測、記錄、分析和自動化管理等工作，監(jiān)測點位可以擴充至上千個，園區(qū)管理員可以根據(jù)需求在手機App端設定各點位的溫濕度報警值，當出現(xiàn)數(shù)據(jù)異常時可自動發(fā)出報警信號，在溫濕度數(shù)值超過警戒線時能夠發(fā)送多種報警信號提醒[2]。所用設備包括溫濕度傳感器、光照傳感器、煙霧傳感器等各類環(huán)境監(jiān)測設備，紅外門禁、網(wǎng)絡攝像頭等視頻監(jiān)控設備，以及加濕器、除濕機、空調等環(huán)境維護設備。系統(tǒng)可在線實時24小時連續(xù)采集和記錄監(jiān)測點位的溫濕度情況，監(jiān)測數(shù)據(jù)會在第一時間上傳物聯(lián)網(wǎng)云端，重點在于開發(fā)出一款App軟件，實時查看情況，通過設置多種策略，實現(xiàn)現(xiàn)場報警和手機提示報警燈功能[3]。

技術選型中，PC端采用Windows10操作系統(tǒng)，采用Android Studio 對手機App軟件進行開發(fā)，運行終端利用夜神模擬器、真實手機或者平板電腦進行開發(fā)和設計。云平臺采用阿里云、機智云或者新大陸進行存儲數(shù)據(jù)的手機數(shù)據(jù)連接[4]。

2 智慧園區(qū)App設計

2.1 智慧園區(qū)登錄界面

設計登錄界面及注冊界面；

1）建一個User類用于封裝用戶數(shù)據(jù)；

2）建MySQLiteOpenHelper 類用于創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫和創(chuàng)建表；

3）建一個UserDao類用于操作數(shù)據(jù)庫的添加和查詢數(shù)據(jù)；

4）LoginActivity用于登錄，處理登錄和注冊按鈕的點擊事件；

5）RegActivity 用于注冊，處理注冊按鈕的點擊事件。

2.2 智慧園區(qū)室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測App子系統(tǒng)

一般的園區(qū)室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測，只會在下位機顯示一些煙霧數(shù)據(jù)，煙霧數(shù)據(jù)超過預警值則會報警，釋放安全門等操作，但經(jīng)常誤報而且需要專業(yè)人員進行調試。針對以上情況，設計一款可以在手機App設定預警值的園區(qū)內(nèi)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，采用有線傳感網(wǎng)和Wi-Fi無線網(wǎng)實現(xiàn)?？梢詫崟r顯示園區(qū)內(nèi)的溫濕度、光照、煙霧數(shù)據(jù)；根據(jù)溫度高低自動判斷是否需要開/關通風扇、空調；根據(jù)濕度大小自動判斷是否需要開/關排氣扇、加濕器；根據(jù)光照的強弱自動判斷是否需要開/關照明燈；根據(jù)有無煙霧自動判斷是否需要開/關三色燈——橙燈。有煙的時候發(fā)出警報提示，并觸發(fā)安全門下降[5]。

在XXXX.java中添加根據(jù)當前溫度與設置的閾值控制通風扇開關、根據(jù)當前濕度與設置的閾值控制排氣扇開關以及根據(jù)當前光照與設置的閾值控制照明燈開關的代碼。新建raw文件夾，把報警提示音文件“alarm.wav”放到raw 文件夾下創(chuàng)建通知工具類XXXX.java，設置通知的報警音樂，點擊通知后通知自動消失，跳轉到動作為“home”，類別為“android.intent.category.DEFAULT”的頁面中。在XXXX.xml文件的HomeActivity 聲明的代碼中，配置過濾器，動作為“home”，類別為“android.intent.category.DEFAULT”。在服務中添加獲取煙霧數(shù)據(jù)，如果有煙霧發(fā)送通知。

2.3 智慧園區(qū)監(jiān)控App子系統(tǒng)

在Mon.java中判斷攝像頭地址信息是否為空，為空彈出提示并return，否則打開攝像頭。在Mon.java中添加“開啟監(jiān)控”ToggleButton的狀態(tài)監(jiān)聽，如果是“開啟監(jiān)控”狀態(tài)，打開攝像頭，否則如果攝像頭不為空，釋放攝像頭。在Mon.java的控制攝像頭上下左右轉動的按鈕的觸摸事件中判斷如果監(jiān)控未開啟，彈出開啟監(jiān)控的提示，返回false；如果監(jiān)控已開啟，移動按鈕或手抬起時控制攝像頭轉動。在Mon.java中判斷如果有人，判斷攝像頭地址信息是否為空，為空時彈出提示，不為空時監(jiān)控如果是開啟的，調用拍照的代碼。在Mon.java 添加onResume（）方法，判斷如果監(jiān)控按鈕是開啟狀態(tài)，0.3s后調用攝像頭的代碼。在Ho?meActivity標題欄的“設置攝像頭地址”菜單點擊事件中顯示設置攝像頭地址菜單對話框。在HomeActivity標題欄的“查看截圖”菜單點擊事件中判斷如果手機內(nèi)置sd卡根目錄下pic文件夾不存在或文件夾為空，彈出暫無圖片的提示，否則跳轉到顯示截圖頁面。

2.4 智慧園區(qū)云平臺API的調用

總體思路是利用第三方OkHttp連接云平臺，封裝GET和POST方法；利用云平臺提供的API登錄平臺，保持登錄成功返回的訪問令牌；利用云平臺提供的API，開啟線程，憑設備的ID查詢傳感器數(shù)據(jù)。查詢到的傳感器數(shù)據(jù)通過消息機制傳到UI線程，解析查詢到的JSON格式的傳感器數(shù)據(jù)并顯示在界面上[6]。

登錄帳號API的用戶名和密碼發(fā)送到云平臺，采用POST方式，如果成功則返回AccessToken值，其中返回的請求都會有AccessToken值，因此需要保存這個AccessToken值，如圖4所示。

圖4中選擇Post，并輸入登錄云平臺的賬號和密碼（注意要輸入自己的賬號和密碼，此處是模擬的賬號和密碼），點發(fā)送請求，則是返回結果。如果登錄成功，把返回結果中的AccessToken值復制并粘貼到發(fā)送請求框。其中，賬戶、密碼和AccessToken值一并寫入App程序中[7]。

此外，還需要添加訪問網(wǎng)絡和解析JSON格式的依賴庫，編寫云平臺參數(shù)設置，保存、讀取，使用OkHttp的類進行網(wǎng)絡訪問，再啟動線程定時從云平臺獲取實時數(shù)據(jù)，通過消息機制更新UI 界面的顯示值[8]。

3 總結

本文從智慧園區(qū)入手，實現(xiàn)環(huán)境監(jiān)測、園區(qū)監(jiān)控的功能。把物聯(lián)網(wǎng)架構分為硬件層、網(wǎng)絡層、平臺層和應用層的四層結構進行設計，開發(fā)工具采用An?droid Studio，制作出環(huán)境監(jiān)測和監(jiān)控軟件，實時查看情況，通過設置多種策略，實現(xiàn)現(xiàn)場報警和手機提示報警燈功能。從而實現(xiàn)“物聯(lián)網(wǎng)，讓生活更美好”的夢想，優(yōu)化園區(qū)環(huán)境，推動地方經(jīng)濟發(fā)展。