一种基于“互联网+”的设施农业云服务系统及控制方法
【技术领域】
[0001]本发明属于农业信息化技术领域，具体涉及一种基于“互联网+”的设施农业云服务系统，本发明还涉及基于“互联网+”的设施农业云服务系统的控制方法。
【背景技术】
[0002]目前，在农业生产与流通环节存在着诸多难题，如何解决这些制约农业高速发展的难题，是实现农业转型升级与农民致富的关键。
[0003]在农业生产环节，农业大棚种植环境中的空气温度、空气湿度、土壤温度、土壤湿度、光照度、CO2浓度等环境因子对作物的生产有很大的影响，传统的人工控制方式难以达到科学合理种植的要求，并浪费了很多的人力物力成本，增加了农民的维护费用。并且，传统的农业耕作方式要求农民对于田间灌溉、大棚卷帘等日常工作都必须在大棚现场进行手动操作，增加了农民的工作负担，不利于大面积成规模的种植大棚的日常管理。因此，实现远程自动化监控与农业高效管理对于提高农民工作效率、节约人力成本、促进增产丰收有很大的帮助，而且也符合农业现代化发展的大趋势。
[0004]在流通环节，由于信息的不对称，依然使得消费者的需求与农产品的供给存在明显的现实矛盾，即消费者得不到物美价廉的农业产品，而农民本身却可能存在大量农产品的滞销或者低价销售，主要的成本与利润都被中间环节攫取了。随着互联网时代的到来，这一情况开始出现根本性的转变。现代农业借助互联网平台，已经可以点对点的宣传自身农产品，使得消费者的个性化需求可以得到越来越大的满足。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种基于“互联网+”的设施农业云服务系统，解决了现有技术中存在的农业生产中人力消耗大、工作负担重且效率低以及农产品流通环节信息不对称的问题。
[0006]本发明的另一目的是提供一种基于“互联网+”的设施农业云服务系统的控制方法。
[0007]本发明所采用的第一技术方案是，一种基于“互联网+”的设施农业云服务系统，包括感知层，感知层通过基站网关连接至云服务器，云服务器包括通信服务器、数据服务器和Web服务器，云服务器又与应用层连接。
[0008]本发明第一技术方案的特点还在于，
[0009]感知层结构具体为:包括数据采集系统，数据采集系统依次通过ZigBee子节点和ZigBee中心节点后与控制系统连接，数据采集系统包括空气温湿度传感器、光照强度传感器、土壤温湿度传感器、CO2浓度传感器，空气温湿度传感器、光照强度传感器、土壤温湿度传感器、CO2浓度传感器均连接至模数转换模块的输入通道上，模数转换模块又与ZigBee子节点通过串口连接，采用RS485协议，控制系统包括与所述ZigBee中心节点连接的PLC控制器，PLC控制器的输出端分别与电磁阀、风扇、卷帘机连接。
[0010]应用层指客户终端，包括手机客户端和电脑客户端，能够实现环境数据查看、设备远程监控、电子商务一类的功能。
[0011]本发明所采用的第二技术方案是，一种基于“互联网+”的设施农业云服务系统的控制方法，依托基于“互联网+”的设施农业云服务系统实现，基于“互联网+”的设施农业云服务系统包括感知层，感知层通过基站网关连接至云服务器，云服务器包括通信服务器、数据服务器和Web服务器，云服务器又与应用层连接，具体按照以下步骤实施:
[0012I步骤1、参数设置；
[0013]步骤2、数据采集、存储、传递；
[0014]步骤3、客户终端实现反控制；
[0015]步骤4、客户终端实现电子商务。
[0016]本发明第二技术方案的特点还在于，
[0017]感知层结构具体为:包括数据采集系统，数据采集系统依次通过ZigBee子节点和ZigBee中心节点后与控制系统连接，数据采集系统包括空气温湿度传感器、光照强度传感器、土壤温湿度传感器、CO2浓度传感器，空气温湿度传感器、光照强度传感器、土壤温湿度传感器、CO2浓度传感器104均连接至模数转换模块的输入通道上，模数转换模块又与ZigBee子节点通过串口连接，采用RS485协议，控制系统包括与ZigBee中心节点连接的PLC控制器，PLC控制器的输出端分别与电磁阀、风扇、卷帘机连接。
[0018]应用层指客户终端，包括手机客户端和电脑客户端，能够实现环境数据查看、设备远程监控、电子商务一类的功能。
[0019]步骤I具体为:
[0020]步骤(1.1)、设置模数转换模块的通信参数为波特率9600、数据位8、偶校验、停止位为I;
[0021]步骤(1.2)、设置ZigBee中心节点的通信参数为波特率9600、数据位8、偶校验、停止位为I，同时设置ZigBee中心节点的公网IP地址、服务端口，在通信服务器中也设置同样的通信参数；
[0022]步骤(1.3)、将ZigBee子节点与ZigBee中心节点配对实现组网。
[0023]步骤2具体为:
[0024]步骤(2.1)、PLC控制器上电并启动，通过串口将数据采集命令发送到所述ZigBee中心节点，ZigBee中心节点再将命令通过无线网络发送到ZigBee子节点，ZigBee子节点通过串口将采集命令发送到模数转换模块，模数转换模块分别对空气温湿度传感器、光照强度传感器、土壤温湿度传感器、CO2浓度传感器进行数据采集；
[0025]步骤(2.2)、模数转换模块将空气温湿度传感器、光照强度传感器、土壤温湿度传感器、CO2浓度传感器采集到的模拟量信号转换成数字量信号，再将数字量信号通过串口传输到ZigBee子节点，ZigBee子节点通过无线网络将数据传输到ZigBee中心节点，ZigBee中心节点将数据通过串口传入PLC控制器，PLC控制器内部再将数据写入对应的寄存器中，至此数据采集过程完成；
[0026]步骤(2.3)、ZigBee中心节点主动向云服务器中的通信服务器发送握手命令，通信服务器接收到命令并验证通过之后，两者之间就实现了 TCP/IP链接进行侦听；
[0027]步骤(2.4)、云服务器中的Web服务器向步骤(2.3)中的通信服务器发送数据采集命令，命令通过TCP/IP链接发送到ZigBee中心节点，ZigBee中心节点再通过串口将命令发送到PLC控制器，PLC控制器根据命令的要求从内部寄存器中获取数据，再将数据通过串口发送到ZigBee中心节点，ZigBee中心节点将数据通过TCP/IP链接返回到通信服务器，通信服务器201再将数据存入数据服务器中，至此数据远程采集过程完成。
[0028]步骤3具体为:
[0029]步骤(3.1)、设置应用层的手机客户端或电脑客户端与云服务器匹配的通信参数，该通信参数包括公网IP地址、服务端口；
[0030]步骤(3.2)、客户终端与通信服务器之间通过TCP/IP链接进行侦听，客户终端向通信服务器发送数据请求命令，通信服务器获取命令之后根据命令要求从数据服务器中获取数据，并将获取到的数据通过TCP/IP链接发送到客户终端，客户终端获取返回的数据之后在屏幕上显示，显示的数据包括空气温度、空气湿度、土壤温度、土壤湿度、光照度、二氧化碳浓度；
[0031]步骤(3.3)、当操作人员查看步骤(3.2)显示的数据后，操作人员通过客户终端实现对控制系统内设备的远程操作，至此设备远程反控制实现。
[0032]步骤4具体为:
[0033]步骤(4.1)、首先在云服务器的数据服务器的mysql数据库中建立用户数据表、农产品数据表、订单数据表，实现对信息的规范化管理，针对所述用户数据表、农产品数据表、订单数据表3个业务表，采用分表结构设计，将每个表分解成多张具有独立存储空间的实体表，即建立它们的分表，每个表都对应三个文件，包括.MYD数据文件、.MYI索引文件、.frm表结构文件，表采用UTF-8格式进行编码，存储在数据服务器的物理存储介质中；
[0034]步骤(4.2)、当步骤(4.1)完成后，在Web服务器中新建BAAS服务，进行JNDI数据源配置，配置数据库的访问链接字符串，基于对用户的注册设置，对用户权限进行划分，权限分为生产者和消费者，针对生产者和消费者提供不同的操作权限，注册信息保存到数据服务器的用户数据表中；
[0035]步骤(4.3)、当步骤(4.2)用户注册设置成功后，在步骤(4.2)新建的BAAS服务中，新建一个servlet，配置servlet的名称和索引路径，该servlet中包含了后台服务访问数据库的基本方法query()、save()、delete()、update()，通过调用servlet中的方法实现对数据库的增删查改操作；
[0036]步骤(4.4)、当步骤(4.3)中servlet设计完成后，发布servlet服务，访问servlet服务的URL地址为http://[服务器公网IP]: 8080/baas/serv