一、系統(tǒng)實現(xiàn)的目的
針對農(nóng)業(yè)對象具有的多樣性、多變性、以及偏僻分散等特點,提出了一種基于無線移動通信和WEB技術(shù)的遠程數(shù)據(jù)采集和信息發(fā)布系統(tǒng)方案。本系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)是如何通過互連網(wǎng)實現(xiàn)采集數(shù)據(jù)的傳輸、存儲與發(fā)布,并為用戶提供瀏覽訪問和遠程調(diào)用。通常與互連網(wǎng)連接可以通過二種途徑:(1)有線接入方式:這在有些場所,例如距離社區(qū)較近,有線接入方便,或在特殊情況下通過專線連接等,可直接將現(xiàn)場監(jiān)控設備連入因特網(wǎng);(2)無線接入方式:在上述幾種條件不能實現(xiàn)的情況下,一般只能采用無線接入方式。目前無線連接方式也有很多種,最為可行的是充分利用現(xiàn)有的公共無線移動通信網(wǎng)絡平臺,如GPRS、CDMA等無線移動服務業(yè)務??紤]到技術(shù)的成熟度、實用性、經(jīng)濟投入等綜合因素,本系統(tǒng)目前主要采用了GPRS無線移動通信技術(shù)。
二、系統(tǒng)技術(shù)特點
GPRS和CDMA均屬于2.5代(2.5G)無線網(wǎng)絡,在技術(shù)上各有所長也各有所短,二者在實現(xiàn)技術(shù)原理上并無本質(zhì)區(qū)別,如何選用完全根據(jù)用戶需求和監(jiān)測現(xiàn)場的條件決定。CDMA 是英文“Code Division Multiple Access”的縮寫,其中文意思是“碼分多址”,是中國聯(lián)通開辟的無線移動服務業(yè)務,其在語音服務質(zhì)量、數(shù)據(jù)帶寬等方面也具有明顯的優(yōu)勢。
GPRS(General Packet Radio Service)是“通用分組無線服務”的英文簡稱,是中國移動開辟的無線移動服務業(yè)務。在許多方面具有明顯的優(yōu)勢:(1)網(wǎng)絡覆蓋面廣、接入范圍大,系統(tǒng)構(gòu)建便捷、運行成本較低等特點;(2)傳輸速率較高,理論數(shù)據(jù)傳輸速率可高達171Kbps;(3)登錄和接入等待時間短,可快速建立連接;(4)提供實時在線功能,用戶將處于“永遠在線”狀態(tài),這將使訪問服務變得非常簡單、快速,幾乎不會出現(xiàn)“掉線”或信息丟失現(xiàn)象;(5)計費合理,用戶只有在發(fā)送或接收數(shù)據(jù)期間才占用資源,即使用戶可以一直在線,但只按數(shù)據(jù)流量收取費用。GPRS上述優(yōu)勢特點非常適用于間歇的、突發(fā)的、頻繁的、小流量的數(shù)據(jù)傳輸,同時對偶有大流量數(shù)據(jù)傳輸也能承受。
另外,本系統(tǒng)是通過集成信息采集、傳輸、發(fā)布、信息管理與應用等復雜過程的基礎上實現(xiàn)的,實際上是構(gòu)建了一個綜合信息服務平臺,而GPRS通信只是其中一個技術(shù)環(huán)節(jié)。從這個意義上說,要實現(xiàn)向CDMA技術(shù)的轉(zhuǎn)移,乃至向第三代移動通信技術(shù)(3G)的轉(zhuǎn)移只要進行很少的開發(fā)就能方便實現(xiàn)。
三、系統(tǒng)實現(xiàn)的基本原理
通過RS—485總線將數(shù)字傳感器(也可采用模擬輸出傳感器)與現(xiàn)場監(jiān)控采集器連為一體,構(gòu)成現(xiàn)場監(jiān)控單元?,F(xiàn)場監(jiān)控采集器通??刹捎枚N途徑實現(xiàn):(一)采用一臺普通的個人PC兼容計算機,用于讀取并存儲現(xiàn)場數(shù)據(jù),(二)采用具有嵌入式系統(tǒng)和TCP/IP協(xié)議的單板機模塊,實現(xiàn)數(shù)據(jù)的讀取和存儲。然后通過有線或GPRS無線模塊將現(xiàn)場采集器與因特網(wǎng)連接,將采集數(shù)據(jù)實時發(fā)送到遠程數(shù)據(jù)庫服務器,并存儲到數(shù)據(jù)庫中。(見下面示意圖)
本系統(tǒng)軟件采用MS VB.NET和ASP.NET 技術(shù),數(shù)據(jù)庫采用SQL Server技術(shù),構(gòu)建了基于B/S(Browser/Server)的系統(tǒng)模式,這種模式構(gòu)架有利于系統(tǒng)的維護與升級,只要通過瀏覽器就可以訪問實時數(shù)據(jù),而且還能進行歷史數(shù)據(jù)的查詢。通過該系統(tǒng),即使在遠離觀測現(xiàn)場的異地,也能方便地對各種環(huán)境要素如溫濕度、光照、CO2等環(huán)境數(shù)據(jù)的采集讀取,真正實現(xiàn)了遠程監(jiān)測和數(shù)據(jù)共享的功能。
四、針對不同應用的設計方案選擇:
該系統(tǒng)可廣泛適用于不同條件下農(nóng)業(yè)環(huán)境信息的監(jiān)控與管理,根據(jù)條件可分別采用二種不同的技術(shù)方案予以實現(xiàn):