基于物联网的智能化烤烟系统

　　1 绪论

　　当前的烤烟工艺过程大概需要五天，期间要控制烟叶经过变黄-定色-干筋的过程，而每个过程有严格的温湿度和保持时间的要求。这就要求烟农在固定的很多时间点去看守住烤房的烟叶，随时观察烤房内的温湿度的变化并做出相应的调整，使得人工的控制比较困难，难于实时了解烤烟的进展。

　　本系统为了克服传统烤烟的缺点，实现了利用烤烟与微信公众平台的结合来进行智能化烤烟控制。烟农能在微信上进行远程查看烤烟房内的温湿度数据、烟雾值和烤烟房内的图片，烤烟房的图片用来观察烟叶的颜色变化，还能在微信上远程控制温湿度进行及时调节，从而达到减少人工成本，提高烟叶的成品质量，增加烟农收入的目的。

　　2 系统方案

　　2.1 系统架构

　　本系统由监控端、本地服务器、新浪云服务器SAE、微信公众平台和微信用户五部分组成。系统从监控端采集传感器数据，本地服务器对这些数据进行统计处理和转发，发送到新浪云服务器，新浪云服务器接受微信公众平台的访问。微信用户在关注系统微信公众账号后，即可访问从监控端采集到的数据。

　　2.2 监控端

　　监控端采用TI AM1808主控芯片的开发板，基于Linux和ARM9内核的软硬件架构，并且安装了烟雾传感器、温度传感器、湿度传感器、步进马达(模拟热源控制)、USB摄像头、USB无线网卡等套件。监控端采用C语言进行编程。各个传感器底层驱动用C语言进行开发，采集到的传感器数据用TCP进行传输，采集到的图片用UDP进行传输。监控端主要实现传感器信息的采集、烤烟控制与异常报警。

　　传感器信息采集：监控端能够从温度传感器、湿度传感器、烟雾传感器中读取当前环境的数据，通过网络传送到微信端显示和记录。

　　烤烟控制与异常报警：烤烟标准时间为150小时，在烤烟过程中，不同时间段要求的环境(温湿度)是不同，而对烤烟过程中不同时刻的温湿度要求是以配置文件的形式保存的，对于不同的烤烟环境可以通过更改其配置文件来实现相关变动。系统每一分钟都从配置文件中读取该时刻对应所需要的环境数据，然后与从传感器采集到的当前环境数据进行比较，若当前环境不满足配置文件中定义的环境数据，则控制相关操作使当前环境达到定义的环境(如当前环境温度过低，则控制打开烤烟端的热源闸门，使环境温度升高)，如果在一定时间内环境数据还达不到标准，则系统发出异常报警。异常报警分三个等级;一级报警分温度异常、湿度异常、烟雾异常;二级报警分温、湿度异常，温度、烟雾异常，湿度、烟雾异常;三级报警为温度、湿度和烟雾同时异常。报警等级的判断由当前环境超标的程度和报警已持续的时间共同确定。此外，监控端会把报警信息推送到服务器端。

　　2.3 本地服务器

　　本地服务器主要功能是把一定区域的烤房的烘烤信息集中管理，提供查看、控制和数据处理功能。本地服务器在windows7操作系统下采用Visual Studio 2010为开发平台，采用C#语言进行编写程序。传感器数据用TCP进行传输，接收图片用UDP进行传输。本地服务器将监控端传来的实时数据保存到数据库中，数据库采用SQL Server2008进行开发。本地服务器接收监控端传来的图片，并转发给新浪云服务器。此外，一旦监控端环境发生异常，服务器可以将报警信息通过GSM模块发给手机端，以将风险降到最低。

　　2.4 新浪云服务器

　　新浪云服务器一方面用TCP与本地服务器进行通信，另一方面用HTTP处理和转发微信用户发来的请求指令。新浪云服务器采用PHP语言进行程序编写。新浪云服务器收到微信用户的请求后，用PHP语言解析xml语言消息格式，根据用户内容和自己的服务器逻辑，计算出需要返回给用户的消息，然后将消息封装成xml格式，返回给微信后台。