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应用于鸡枞菌种植的大棚监管系统设计与实现

应用于鸡枞菌种植的大棚监管系统设计与实现

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作者：李昉乐山东大学

学位级别：硕士

近年来,随着大众生活水平逐步提高,人们对农产品的品类和质量有了更高需求。许多季节性和区域性农产品对种植地和生长环境有较高需求,这就需要采用温室大棚的方式种植。鸡枞菌便是一个典型的代表,它是一种药食兼用型真菌,富含多种营养... 详细信息

近年来,随着大众生活水平逐步提高,人们对农产品的品类和质量有了更高需求。许多季节性和区域性农产品对种植地和生长环境有较高需求,这就需要采用温室大棚的方式种植。鸡枞菌便是一个典型的代表,它是一种药食兼用型真菌,富含多种营养成分且肉质脆嫩,多分布在我国南方气候暖湿有雨季的地区。所以想要满足其他地区人们日益增长的食用需要,就离不开当地的鸡枞菌大棚。在上述背景下,本文经过实地考察以及对国内外现状调查后,发现如空气温湿度、二氧化碳浓度等这些种植环境参数的整体趋势直接影响了大棚鸡枞菌种植的产量和品质。同时,鸡枞菌种植者对于大棚种植环境的各项参数常常有着实时查看、异常提醒、及时反馈的需求。因此,本文设计并实现了一个兼具Web端和Android端的鸡枞菌大棚监管系统,结合物联网技术对鸡枞菌大棚的环境参数进行采集、转发、存储和展示。应用于鸡枞菌种植的大棚监管系统的Web端在开发中采取了前后端分离的模式,其中后端采用Spring Cloud框架,前端采用了 VUE框架来实现。Android端使用了 Kotlin语言进行开发。系统整体上设计并实现了基础信息管理、数据采集转发、数据展示、异常检测这四个主要功能模块。本系统的重点和难点在于,要及时且准确地对鸡枞菌大棚环境数据进行采集转发和存储。针对这一核心需求,重点设计和实现的核心模块便是数据采集转发模块。为保证多个采集设备接入时依然能高效且准确地对采集数据进行解析和转发,系统中选用了Netty作为采集数据的处理框架,其多路复用线程模型提高了多设备接入时对鸡枞菌大棚采集数据接收和解析的效率,同时选用了开放且简洁的Modbus规约作为原始采集数据的封装协议。本系统在Netty框架下自主定义了对应功能的处理器、编码器、解码器来实现采集数据按Modbus规约解析、校验、拼接等过程。此外,在异常检测模块中,采用定时轮询Redis缓存的方式实现掉线判断,以及在后端进程中做阈值比较,能较为及时地发现设备异常和数据异常。检测到异常后立即推送告警,让种植者能及时对异常情况做出反应。最终采集数据通过后端写入数据库,并将实时数据和统计数据展示在Web端与Android端,让鸡枞菌大棚环境参数情况一目了然。当前,本系统已基本满足实际使用过程中的需求,对鸡枞菌大棚的种植监管提供了实际的帮助。

关键词：鸡枞菌大棚环境参数数据封装协议数据处理框架安卓应用程序

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