基于Android系統(tǒng)的農(nóng)業(yè)大棚溫濕度實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)

江帆

摘 要：智能農(nóng)業(yè)是體現(xiàn)當(dāng)前我國農(nóng)業(yè)信息化水平的重要依據(jù)之一。智能農(nóng)業(yè)主要是進(jìn)行溫室大棚的設(shè)置，我國地域遼闊，氣候復(fù)雜，采用溫室大棚進(jìn)行蔬菜、花卉等栽培，對(duì)緩解蔬菜淡季的供求矛盾起到了關(guān)鍵的作用，具有顯著的社會(huì)效益和現(xiàn)實(shí)的巨大的經(jīng)濟(jì)效益。在栽培的過程中，需要實(shí)時(shí)采集大棚內(nèi)的溫度、濕度、光照、土壤溫度、土壤水分等環(huán)境參數(shù)，根據(jù)農(nóng)作物生長需求進(jìn)行實(shí)時(shí)智能決策，并自動(dòng)開啟或關(guān)閉指定的環(huán)境調(diào)節(jié)設(shè)備，使農(nóng)作物能夠正常生長，以滿足人們的日常生活需求。該文基于上述背景，闡述了基于Android系統(tǒng)的農(nóng)業(yè)大棚溫濕度實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)。

關(guān)鍵詞：Android 線程 消息 ZigBee

中圖分類號(hào)：TP391.9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2017）07（b）-0016-02

1 系統(tǒng)概述

該項(xiàng)目主要采用Android多線程技術(shù)，結(jié)合Handler-Message消息處理機(jī)制，實(shí)時(shí)更新UI界面。農(nóng)業(yè)大棚中的溫濕度傳感器是通過ZigBee模塊連接的，風(fēng)扇是通過串口連接的。ZigBee溫濕度傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)農(nóng)業(yè)大棚中的溫度和濕度，將數(shù)量實(shí)時(shí)顯示在Android端程序界面中，當(dāng)大棚中的溫度和濕度過高時(shí)，打開風(fēng)扇降溫、抽濕。

2 關(guān)鍵技術(shù)

在該項(xiàng)目中，主要采用了多線程技術(shù)和消息處理機(jī)制。

2.1 Android多線程技術(shù)

在Android系統(tǒng)中，每個(gè)線程完成一個(gè)任務(wù)，并與其他線程同時(shí)執(zhí)行，這種機(jī)制稱為多線程。在Android系統(tǒng)中，可以創(chuàng)建線程、開啟線程、線程休眠和中斷線程。Android系統(tǒng)通過兩種方式創(chuàng)建線程，一是通過Thread類創(chuàng)建線程；二是通過實(shí)現(xiàn)Runnable接口創(chuàng)建線程。

在一個(gè)類中實(shí)現(xiàn)了Runnable接口函數(shù)以后，接下來是實(shí)現(xiàn)其run（）方法，在run（）方法中，編寫要執(zhí)行操作的代碼。

2.2 使用Handler傳遞消息

Android系統(tǒng)中使用Handler-Message消息傳遞機(jī)制更新主線程的UI步驟如下。

（1）在主線程的Activity中創(chuàng)建Handler對(duì)象，并重寫handleMessage（Message msg）方法。代碼如下：

Handler mHandler = new Handler（）{

public void handleMessage（android.os.Messagemsg）{

switch（msg.what）{

case 0 ：//對(duì)溫度值進(jìn)行操作

case 1：//對(duì)濕度值進(jìn)行操作

}}；}；

（2）在新線程中使用主線程創(chuàng)建的Handler對(duì)象，調(diào)用它的發(fā)送消息方法向主線程發(fā)送消息。代碼如下。

mHandler.sendMessage（mMsg）；

（3）利用Handler對(duì)象的handleMessage（Message msg）方法接收消息，然后根據(jù)obj的不同取值執(zhí)行不同的業(yè)務(wù)邏輯。

3 實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)大棚溫濕度自動(dòng)控制

（1）按照實(shí)際需求，連接好ZigBee溫度和濕度傳感器模塊，并連接好風(fēng)扇模塊。

（2）在Android Studio中新建一個(gè)項(xiàng)目，命名為wisearg。

（3）在項(xiàng)目工程中新建一個(gè)java文件，命名為BasePort.java，用于定義端口基類，打開ZigBee的四個(gè)輸入串口，定義openZigBeePort方法，打開ZigBee端口，代碼如下。

public class BasePort {

publicintopenZigBeePort（intcom，intmode，intbaudRate）{

ZigbeeAnalogHelper.com =ZigBeeAnalogServiceAPI.openPort（com， mode， Rate）；

return ZigbeeAnalogHelper.com； }

}

（4）新建closeZigBeePort（）方法用于關(guān)閉四個(gè)串口，代碼如下：

public void closeZigBeePort（）{

ZigBeeAnalogServiceAPI.closeUart（）；}

（5）實(shí)例化一個(gè)線程對(duì)象，每隔1 s更新一次溫度和濕度的數(shù)值。

Thread thread = new Thread（new Runnable（）{

public void run（）

{

while（！thread.currentThread（）.isInterrupted（））{

Message message = Message.obtain（）；

message.what = 0x11；

handler.sendMessage（message）；

Thread.sleep（1000）；

}

}

}）；

（6）定義handleMessage函數(shù)，用于處理溫度、濕度大于一定數(shù)值時(shí)，打開風(fēng)扇。

public void handleMessage（Message msg）{

switch（msg.what）{

case 0 ：//對(duì)溫度值進(jìn)行操作

String mTempData = （String）msg.obj；

mTemp.setText（“溫度感應(yīng)：” + mTempData + “℃”）；

if（Double.parseDouble（mTempData） >mSetTemp） //檢測(cè)溫度高于設(shè)定值

mADAM4150.openFan1（）；//打開風(fēng)扇

break；

case 1 ：//對(duì)濕度值進(jìn)行操作

String mHumiData = （String）msg.obj；

mHumi.setText（“濕度感應(yīng)：” + mHumiData + “℃”）；

if（Double.parseDouble（mHumiData） >mSetHumi） //檢測(cè)濕度高于設(shè)定值

mADAM4150.openFan1（）；//打開風(fēng)扇

break；

}

}

運(yùn)行程序，點(diǎn)擊開啟按鈕，程序?qū)崟r(shí)更新大棚內(nèi)溫度和濕度的數(shù)值，并控制風(fēng)扇的開啟與關(guān)閉。

4 結(jié)語

智能農(nóng)業(yè)系統(tǒng)中的環(huán)境數(shù)據(jù)以無線傳感器技術(shù)為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境的監(jiān)測(cè)和邏輯控制。在該系統(tǒng)中，需要使用ZigBee協(xié)調(diào)器模塊、ZigBee繼電器模塊、ZigBee溫度傳感器在、ZigBee濕度傳感器。通過采用高靈敏度傳感器，結(jié)合Android系統(tǒng)中多線程技術(shù)和消息發(fā)送機(jī)制，實(shí)現(xiàn)顯示農(nóng)業(yè)環(huán)境中的溫度和濕度的控制。

參考文獻(xiàn)

[1] 亓妍妍，李佳，朱維杰.基于Android系統(tǒng)的無線教學(xué)終端設(shè)計(jì)[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2013（12）：150-151.

[2] 蔣德榮. 基于Android平臺(tái)的教學(xué)輔助平臺(tái)框架設(shè)計(jì)研究[J]. 科技廣場(chǎng)，2014（5）：67-71.

[3] 彭登峰，韓梅，周路，等.Android終端軟件在嵌入式系統(tǒng)輔助教學(xué)中的應(yīng)用[J].計(jì)算機(jī)教育，2014（22）：75-78.

[4] 王震，于文波，徐立波，等.基于Android平臺(tái)的電工實(shí)驗(yàn)綜合管理系統(tǒng)研究[J].洛陽師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2015（11）：52-54.

[5] 李惠楊，凌雪.基于翻轉(zhuǎn)課堂和任務(wù)驅(qū)動(dòng)的Android教學(xué)設(shè)計(jì)的研究[J].福建電腦，2016（5）：64-65.