基于物聯網的智能化烤煙系統

　　1 緒論

　　當前的烤煙工藝過程大概需要五天，期間要控制煙葉經過變黃-定色-干筋的過程，而每個過程有嚴格的溫濕度和保持時間的要求。這就要求煙農在固定的很多時間點去看守住烤房的煙葉，隨時觀察烤房內的溫濕度的變化并做出相應的調整，使得人工的控制比較困難，難于實時了解烤煙的進展。

　　本系統為了克服傳統烤煙的缺點，實現了利用烤煙與微信公眾平臺的結合來進行智能化烤煙控制。煙農能在微信上進行遠程查看烤煙房內的溫濕度數據、煙霧值和烤煙房內的圖片，烤煙房的圖片用來觀察煙葉的顏色變化，還能在微信上遠程控制溫濕度進行及時調節，從而達到減少人工成本，提高煙葉的成品質量，增加煙農收入的目的。

　　2 系統方案

　　2.1 系統架構

　　本系統由監控端、本地服務器、新浪云服務器SAE、微信公眾平臺和微信用戶五部分組成。系統從監控端采集傳感器數據，本地服務器對這些數據進行統計處理和轉發，發送到新浪云服務器，新浪云服務器接受微信公眾平臺的訪問。微信用戶在關注系統微信公眾賬號后，即可訪問從監控端采集到的數據。

　　2.2 監控端

　　監控端采用TI AM1808主控芯片的開發板，基于Linux和ARM9內核的軟硬件架構，并且安裝了煙霧傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器、步進馬達(模擬熱源控制)、USB攝像頭、USB無線網卡等套件。監控端采用C語言進行編程。各個傳感器底層驅動用C語言進行開發，采集到的傳感器數據用TCP進行傳輸，采集到的圖片用UDP進行傳輸。監控端主要實現傳感器信息的采集、烤煙控制與異常報警。

　　傳感器信息采集：監控端能夠從溫度傳感器、濕度傳感器、煙霧傳感器中讀取當前環境的數據，通過網絡傳送到微信端顯示和記錄。

　　烤煙控制與異常報警：烤煙標準時間為150小時，在烤煙過程中，不同時間段要求的環境(溫濕度)是不同，而對烤煙過程中不同時刻的溫濕度要求是以配置文件的形式保存的，對于不同的烤煙環境可以通過更改其配置文件來實現相關變動。系統每一分鐘都從配置文件中讀取該時刻對應所需要的環境數據，然后與從傳感器采集到的當前環境數據進行比較，若當前環境不滿足配置文件中定義的環境數據，則控制相關操作使當前環境達到定義的環境(如當前環境溫度過低，則控制打開烤煙端的熱源閘門，使環境溫度升高)，如果在一定時間內環境數據還達不到標準，則系統發出異常報警。異常報警分三個等級;一級報警分溫度異常、濕度異常、煙霧異常;二級報警分溫、濕度異常，溫度、煙霧異常，濕度、煙霧異常;三級報警為溫度、濕度和煙霧同時異常。報警等級的判斷由當前環境超標的程度和報警已持續的時間共同確定。此外，監控端會把報警信息推送到服務器端。

　　2.3 本地服務器

　　本地服務器主要功能是把一定區域的烤房的烘烤信息集中管理，提供查看、控制和數據處理功能。本地服務器在windows7操作系統下采用Visual Studio 2010為開發平臺，采用C#語言進行編寫程序。傳感器數據用TCP進行傳輸，接收圖片用UDP進行傳輸。本地服務器將監控端傳來的實時數據保存到數據庫中，數據庫采用SQL Server2008進行開發。本地服務器接收監控端傳來的圖片，并轉發給新浪云服務器。此外，一旦監控端環境發生異常，服務器可以將報警信息通過GSM模塊發給手機端，以將風險降到最低。

　　2.4 新浪云服務器

　　新浪云服務器一方面用TCP與本地服務器進行通信，另一方面用HTTP處理和轉發微信用戶發來的請求指令。新浪云服務器采用PHP語言進行程序編寫。新浪云服務器收到微信用戶的請求后，用PHP語言解析xml語言消息格式，根據用戶內容和自己的服務器邏輯，計算出需要返回給用戶的消息，然后將消息封裝成xml格式，返回給微信后臺。