網絡式溫濕度監控系統研究
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2．2 檢測數據存儲方案
當溫濕度檢測控制模塊沒有與控制主機聯機時，需要保存檢測數據，以備檢查。因此該系統選用存儲容量為16 Mb的SST25VF016B，它屬于NAND型非易失性閃速存儲器。該存儲器具有速度快、成本低、密度大的特點，廣泛應用于傳感器測量系統，其讀／寫操作是以字節為單位，而擦除操作則以塊為單位進行操作，讀、寫和擦除操作均通過命令完成；不能字節擦除，在每次改寫操作之前需要先擦除一整塊；每一塊的擦除次數有限，為10萬次左右。根據系統存儲數據類型的需要，將Flash分為2部分：一部分(2塊，每塊32 kh)存儲該控制塊的系統信息，包括編號、溫度校正信息、濕度校正信息、濕度控制范圍等；另一部分(62塊，每塊32 kb)存儲實時的溫度測量結果，包括測量時間、溫度、濕度，以及該記錄是否上傳。Fhash擦、寫的控制算法為：開機時，系統讀取系統信息，獲得各種控制參數；然后找出上一次溫濕度記錄的存儲最后位置及每塊的使用情況，繼續寫入新的測量信息。當前記錄塊寫滿以后，在系統信息中更新塊使用情況記錄，找一個新的塊寫入。如果存儲信息達到系統容量，選擇62塊中所存信息最早的塊擦除，重新使用。這種設計參考了u-cos文件管理系統，但由于傳感器測量記錄的長度是固定的，簡化了每條記錄的讀寫算法。
2．3 濕度控制算法
對于溫濕度的監測和控制，如果僅通過簡單的反饋控制(即濕度高于設定值，吸濕裝置吸收潮氣，飽和后將向外排放潮氣，如此反復來達到濕度的控制)很難達到理想的控制，原因是溫度控制器件和吸濕裝置的工作曲線通常都是非線性的，這種非線性使得控制時間的推算變得不確定。經過反復研究、實驗，本文在溫濕度檢測控制系統中使用了模糊控制的方法獲得較好的效果。即根據監控節點內一段時間內溫濕度測量值，得到吸濕裝置和溫度控制裝置能力的模糊估計(分為5類：強、較強、中、較弱、弱)，并根據濕度和設定范圍的差值，得到目前濕度值的模糊估計(遠大于，接近，范圍以內，低于，遠低于)，然后根據設定的模糊控制規則控制外部各個固態繼電器動作，以達到溫濕度的良好控制。
2．4 網絡接口實現
溫濕度檢測控制模塊與中央服務器的網絡連接通過Conextop公司的NePort網絡串口轉換模塊實現，其體積約為兩個標準RJ45插座，擁有10 M／100 M的以太網接口，并可同時傳送TCP／UDP包給多個數據接收設備，提供1～2個高速串口，波特率可達921 600 b／s。MCU通過標準串口同NePort連接，NePort通過路由器與中央服務器相連。每個溫濕度監控系統都有唯一的系統編碼，通過一定的命令格式與中央服務器連接。主要的功能包括：每隔5 s上傳溫濕度測量信息；每天同步溫濕度監控系統時鐘和服務器時鐘；通過網絡設置溫濕度校正信息和濕度控制信息等。
3 網絡監控系統的設計
3．1 中央服務器
中央服務器架設有IIS信息服務器和SQL數據庫服務器，用ASP．net語言實現了 B／S結構的溫濕度監控系統和網絡服務。B／S結構的優勢在于系統內任何接入Internet的計算機都能成為監控客戶端，并且通過IE瀏覽器就可以實現監控和管理，不需安裝任何軟件。實現的主要功能有：對各個溫濕度監控系統進行登記管理；將各個溫濕度監控系統的溫濕度數據存入數據庫并能查閱和刪除，以及產生歷史曲線和生成報表等；通過網頁向Internet用戶報告實時溫濕度測量信息；用戶的登記和權限管理等。
3．2 AJAX實現溫濕度數據的異步傳輸
傳統的B／S結構中，當用戶需要某特定信息時，用戶通過瀏覽器向服務器發送請求(例如點擊某項鏈接)，服務器將此鏈接指向的網頁發送至用戶端瀏覽器，此過程必須有用戶的參與。對于傳感器網絡監控系統，傳感器測量數據實時更新，只能由服務器端自動定時將新數據發送至瀏覽器，而不能采用點擊更新的方法；此外，傳統的網頁傳輸過程，是將某網頁內容完全由服務器傳送至客戶端瀏覽器，但是傳感器的網絡監控頁面每次更新的僅僅是部分測量新數據，而監控背景畫面和各臺機器的參數信息都是固定的。如果采用傳統的同步更新方法會有大量重復內容被傳輸，降低了系統的響應速度。本系統選用了AJAX技術克服了這些問題。
AJAX技術使用了一種異步更新方案，在這種數據傳輸方案中允許瀏覽器可以更新網頁中的部分信息。而每次只需更新傳感器測量信息，減輕了網絡通信負擔，實現了快速刷新。AJAX的工作原理相當于在用戶和服務器之間加了一個中間層，使用戶操作與服務器響應異步化。這樣把以前的一些服務器負擔的工作轉嫁到客戶端，利于客戶端閑置的處理能力來處理，減輕服務器和帶寬的負擔，從而達到節約帶寬的目的。
本系統在實施溫濕度監控的頁面上用傳統的HTMLl靜態頁面繪制出監控背景，各個溫濕度監控節點的參數等靜態內容，后臺則用JavaSc-ript來創建XMLHttpRequest類向服務器定期發送一個HTTP請求，要求傳輸當前溫濕度的測量結果。服務器收到該請求后通過一個網絡服務(Web Service)獲得各個傳感器的測量信息，并將結果返回至請求的頁面，網絡傳輸的僅僅是需要更新的測量數據，因此響應速度很快，不需用戶參與。
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