基于實(shí)時(shí)水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)實(shí)踐平臺(tái)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)基于實(shí)時(shí)水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)實(shí)踐平臺(tái)，該物聯(lián)網(wǎng)實(shí)踐平臺(tái)包括：無(wú)線傳感網(wǎng)模塊、云端中間件和多個(gè)移動(dòng)交互試驗(yàn)平臺(tái)；無(wú)線傳感網(wǎng)模塊感應(yīng)水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的水質(zhì)數(shù)據(jù)；云端中間件被配置成連接于無(wú)線傳感網(wǎng)模塊以對(duì)感應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行解析并將解析后的數(shù)據(jù)打包導(dǎo)入服務(wù)器；移動(dòng)交互試驗(yàn)平臺(tái)被配置成連接于云端中間件，以接受并顯示解析后的數(shù)據(jù)。該基于實(shí)時(shí)水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)實(shí)踐平臺(tái)克服了現(xiàn)有技術(shù)中的物聯(lián)網(wǎng)實(shí)踐平臺(tái)內(nèi)容限制了學(xué)生動(dòng)手操作的時(shí)間，不利于教學(xué)且上傳數(shù)據(jù)要使用PC機(jī)，限制了實(shí)訓(xùn)靈活性的問(wèn)題。
【專利說(shuō)明】
基于實(shí)時(shí)水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)實(shí)踐平臺(tái)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及智能物聯(lián)網(wǎng)的領(lǐng)域，具體地，涉及基于實(shí)時(shí)水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)實(shí)踐平臺(tái)。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，各類教學(xué)儀器，實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，層出不窮。從15年在武漢舉行的次物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)博覽會(huì)展出情況來(lái)看，這些教學(xué)平臺(tái)大體上可分為試驗(yàn)箱和實(shí)訓(xùn)平臺(tái)兩類。
[0003]以上兩種教學(xué)平臺(tái)均存在一些固有的弊端:試驗(yàn)箱教學(xué)平臺(tái)因其偏重某一固定知識(shí)，無(wú)法將知識(shí)體系聯(lián)系起來(lái);實(shí)訓(xùn)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了知識(shí)體系的整合，但其結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，在有限時(shí)間內(nèi)學(xué)生無(wú)法掌握透徹，結(jié)果往往導(dǎo)致學(xué)生產(chǎn)生畏難心理，使得學(xué)習(xí)流于形式，不能很好的領(lǐng)會(huì)物聯(lián)網(wǎng)的知識(shí)要點(diǎn)。
[0004]此外，由于以上兩類設(shè)備數(shù)量往往有限，更進(jìn)一步限制了學(xué)生動(dòng)手操作的時(shí)間，不利于教學(xué)。同時(shí)，由于上傳數(shù)據(jù)要使用PC機(jī)，也提高了成本，限制了實(shí)訓(xùn)的靈活性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種基于實(shí)時(shí)水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)實(shí)踐平臺(tái)，該基于實(shí)時(shí)水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)實(shí)踐平臺(tái)克服了現(xiàn)有技術(shù)中的物聯(lián)網(wǎng)實(shí)踐平臺(tái)內(nèi)容限制了學(xué)生動(dòng)手操作的時(shí)間，不利于教學(xué)且上傳數(shù)據(jù)要使用PC機(jī)，限制了實(shí)訓(xùn)靈活性的問(wèn)題。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種基于實(shí)時(shí)水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)實(shí)踐平臺(tái)，該物聯(lián)網(wǎng)實(shí)踐平臺(tái)包括:無(wú)線傳感網(wǎng)模塊、云端中間件和多個(gè)移動(dòng)交互試驗(yàn)平臺(tái)；
[0007 ]所述無(wú)線傳感網(wǎng)模塊感應(yīng)水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的水質(zhì)數(shù)據(jù)；
[0008]所述云端中間件被配置成連接于所述無(wú)線傳感網(wǎng)模塊以對(duì)所述感應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行解析并將解析后的數(shù)據(jù)打包導(dǎo)入服務(wù)器；
[0009]所述移動(dòng)交互試驗(yàn)平臺(tái)被配置成連接于所述云端中間件，以接受并顯示解析后的數(shù)據(jù)。
[0010]優(yōu)選地，該無(wú)線傳感網(wǎng)模塊包括:水質(zhì)傳感器、網(wǎng)關(guān)和WIFI通訊模塊，所述水質(zhì)傳感器感應(yīng)水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的水質(zhì)的PH值，所述網(wǎng)關(guān)連接于所述水質(zhì)傳感器的多個(gè)節(jié)點(diǎn)，以將感應(yīng)的數(shù)據(jù)傳送至所述云端中間件;所述WIFI通訊模塊被配置成連接于所述網(wǎng)關(guān)以所述感應(yīng)的數(shù)據(jù)發(fā)送至互聯(lián)網(wǎng)中。
[0011]優(yōu)選地，所述網(wǎng)關(guān)連接于多個(gè)ZigBee節(jié)點(diǎn)，每個(gè)所述ZigBee節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)一個(gè)水質(zhì)傳感器。
[0012]優(yōu)選地，所述云端中間件還包括:數(shù)據(jù)挖掘模塊，所述數(shù)據(jù)挖掘模塊被配置成連接于所述水質(zhì)傳感器，以對(duì)感應(yīng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析，挖掘相關(guān)數(shù)據(jù)。
[0013]優(yōu)選地，所述云端中間件為集成平臺(tái)LNAMP。
[0014]通過(guò)上述的實(shí)施方式，本發(fā)明的基于實(shí)時(shí)水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)實(shí)踐平臺(tái)相對(duì)于當(dāng)前各高校物聯(lián)網(wǎng)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)而言，硬件結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單，僅需若干器件即可實(shí)現(xiàn)硬件布設(shè);利用無(wú)線傳感網(wǎng)實(shí)現(xiàn)水質(zhì)數(shù)據(jù)采集，并發(fā)送組內(nèi)數(shù)據(jù)。這一改進(jìn)后的實(shí)踐平臺(tái)中所用到的硬件系統(tǒng)較為簡(jiǎn)潔，軟件系統(tǒng)完全體現(xiàn)了物聯(lián)網(wǎng)隨時(shí)隨地的特點(diǎn)。
[0015]本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的【具體實(shí)施方式】部分予以詳細(xì)說(shuō)明。
【附圖說(shuō)明】
[0016]附圖是用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說(shuō)明書的一部分，與下面的【具體實(shí)施方式】一起用于解釋本發(fā)明，但并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。在附圖中:
[0017]圖1是說(shuō)明本發(fā)明的一種基于實(shí)時(shí)水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)實(shí)踐平臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的【具體實(shí)施方式】?jī)H用于說(shuō)明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0019]本發(fā)明提供一種基于實(shí)時(shí)水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)實(shí)踐平臺(tái)，該物聯(lián)網(wǎng)實(shí)踐平臺(tái)包括:無(wú)線傳感網(wǎng)模塊、云端中間件和多個(gè)移動(dòng)交互試驗(yàn)平臺(tái)；
[0020]所述無(wú)線傳感網(wǎng)模塊感應(yīng)水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的水質(zhì)數(shù)據(jù)；
[0021]所述云端中間件被配置成連接于所述無(wú)線傳感網(wǎng)模塊以對(duì)所述感應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行解析并將解析后的數(shù)據(jù)打包導(dǎo)入服務(wù)器；
[0022]所述移動(dòng)交互試驗(yàn)平臺(tái)被配置成連接于所述云端中間件，以接受并顯示解析后的數(shù)據(jù)。
[0023]通過(guò)上述的實(shí)施方式，本發(fā)明的基于實(shí)時(shí)水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)實(shí)踐平臺(tái)相對(duì)于當(dāng)前各高校物聯(lián)網(wǎng)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)而言，硬件結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單，僅需若干器件即可實(shí)現(xiàn)硬件布設(shè);利用無(wú)線傳感網(wǎng)實(shí)現(xiàn)水質(zhì)數(shù)據(jù)采集，并發(fā)送組內(nèi)數(shù)據(jù)。這一改進(jìn)后的實(shí)踐平臺(tái)中所用到的硬件系統(tǒng)較為簡(jiǎn)潔，軟件系統(tǒng)完全體現(xiàn)了物聯(lián)網(wǎng)隨時(shí)隨地的特點(diǎn)。
[0024]為了讓學(xué)生在有限的時(shí)間內(nèi)掌握代碼級(jí)的知識(shí)，必須對(duì)單個(gè)模塊涉及到的知識(shí)進(jìn)行取舍，本發(fā)明結(jié)合作者工作實(shí)踐，對(duì)三個(gè)模塊涉及到的知識(shí)進(jìn)行了深入分析，無(wú)線傳感網(wǎng)模塊部分代碼對(duì)學(xué)生開(kāi)放，屏蔽掉難以段時(shí)間難以掌握的部分;云端僅使用基本的網(wǎng)站知識(shí)和J2EE的部分內(nèi)容設(shè)計(jì);手機(jī)APP設(shè)計(jì)也可以簡(jiǎn)單的理解透徹。
[0025]本項(xiàng)目中引入的基于ZigBee的水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是近年來(lái)研究應(yīng)用較多的一項(xiàng)物聯(lián)網(wǎng)具體應(yīng)用，從最初純粹的數(shù)據(jù)采集到近年來(lái)的實(shí)時(shí)在線監(jiān)控，該技術(shù)在不斷的發(fā)展完善。但目前的實(shí)時(shí)監(jiān)控多集成于WINDOWS平臺(tái)，這與物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用環(huán)境中強(qiáng)調(diào)的萬(wàn)物相連，隨時(shí)隨地有一定差異。如何對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)，使系統(tǒng)使用者能使用移動(dòng)設(shè)備隨時(shí)隨地監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，是一個(gè)符合物聯(lián)網(wǎng)特征的研究方向。
[0026]這一改進(jìn)后的實(shí)踐應(yīng)用的知識(shí)體系較好體現(xiàn)了物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的知識(shí)點(diǎn)，用一條清晰的知識(shí)鏈將物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)中核心的技術(shù)完美結(jié)合了起來(lái)，且項(xiàng)目中所用到的硬件系統(tǒng)較為簡(jiǎn)潔，軟件系統(tǒng)完全體現(xiàn)了物聯(lián)網(wǎng)隨時(shí)隨地的特點(diǎn)，具有很強(qiáng)的教學(xué)示范意義，因此，在這一應(yīng)用的基礎(chǔ)上構(gòu)建一個(gè)物聯(lián)網(wǎng)實(shí)踐平臺(tái)就顯得非常貼切。
[0027]在本發(fā)明的一種【具體實(shí)施方式】中，該無(wú)線傳感網(wǎng)模塊包括:水質(zhì)傳感器、網(wǎng)關(guān)和WIFI通訊模塊，所述水質(zhì)傳感器感應(yīng)水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的水質(zhì)的pH值，所述網(wǎng)關(guān)連接于所述水質(zhì)傳感器的多個(gè)節(jié)點(diǎn)，以將感應(yīng)的數(shù)據(jù)傳送至所述云端中間件;所述WIFI通訊模塊被配置成連接于所述網(wǎng)關(guān)以所述感應(yīng)的數(shù)據(jù)發(fā)送至互聯(lián)網(wǎng)中。
[0028]在傳感器數(shù)據(jù)采集方面，系統(tǒng)選用PH值傳感器檢測(cè)水的PH值，在室內(nèi)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中可以用滴醋和加堿的方式改變PH值以增加實(shí)驗(yàn)趣味性。組網(wǎng)部分ZigBee協(xié)議棧中有組網(wǎng)樣本代碼可加以改用，代碼可根據(jù)組網(wǎng)需要進(jìn)行修改，這一部分工作應(yīng)留給學(xué)生完成。WIFI通訊模塊涉及傳感網(wǎng)和因特網(wǎng)融合問(wèn)題，較為復(fù)雜，學(xué)生若要完全掌握時(shí)間花銷太大，可直接使用市場(chǎng)成熟產(chǎn)品，相關(guān)程序有興趣的學(xué)生可以留待實(shí)訓(xùn)后研究。
[0029]在該種實(shí)施方式中，所述網(wǎng)關(guān)連接于多個(gè)ZigBee節(jié)點(diǎn)，每個(gè)所述ZigBee節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)一個(gè)水質(zhì)傳感器。
[0030]云端中間件解決與無(wú)線傳感網(wǎng)之間的數(shù)據(jù)接收，數(shù)據(jù)解析，提供API接口等工作。實(shí)現(xiàn)過(guò)程為:I)編寫服務(wù)器端servlet程序，接收來(lái)之無(wú)線傳感網(wǎng)WIFI模塊的數(shù)據(jù);2)設(shè)計(jì)mysql數(shù)據(jù)庫(kù)；3)配置apache或tomcat服務(wù)器;4)申請(qǐng)?jiān)品?wù)器;5)將打包jar文件導(dǎo)入服務(wù)器。6)運(yùn)行，相應(yīng)APP請(qǐng)求，發(fā)送JSON格式數(shù)據(jù)。這一過(guò)程也可以使用LNAMP集成平臺(tái)搭建。
[0031]在本發(fā)明的一種【具體實(shí)施方式】中，所述云端中間件還包括:數(shù)據(jù)挖掘模塊，所述數(shù)據(jù)挖掘模塊被配置成連接于所述水質(zhì)傳感器，以對(duì)感應(yīng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析，挖掘相關(guān)數(shù)據(jù)。
[0032]在本發(fā)明的一種【具體實(shí)施方式】中，所述云端中間件為集成平臺(tái)LNAMP。
[0033]移動(dòng)交互試驗(yàn)平臺(tái)中的一部分實(shí)現(xiàn)一個(gè)安卓界面，在界面上顯示云服務(wù)器數(shù)據(jù)。開(kāi)發(fā)過(guò)程中涉及安卓程序設(shè)計(jì)的知識(shí)，這一部分知識(shí)學(xué)生在實(shí)訓(xùn)前有所學(xué)習(xí)，但程度較淺，尤其是高級(jí)安卓程序設(shè)計(jì)完全沒(méi)有學(xué)習(xí)過(guò)，故該APP設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)請(qǐng)求，界面跳轉(zhuǎn)，數(shù)據(jù)界面等功能即可。這樣以來(lái)只需使用到安卓四大組件中的Acti vity ,BroadcastReceiver和一個(gè)Intent即可，大大簡(jiǎn)化了 APP設(shè)計(jì)的難度，也使得學(xué)生能在此APP的基礎(chǔ)上獨(dú)立開(kāi)發(fā)改進(jìn)程序。
[0034]本發(fā)明最優(yōu)流程應(yīng)該是一個(gè)增強(qiáng)版本的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng):
[0035]I)無(wú)線傳感網(wǎng)模塊應(yīng)深入研究多跳組網(wǎng)問(wèn)題，延長(zhǎng)組網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中結(jié)構(gòu)樹(shù)的深度，以增加監(jiān)測(cè)范圍。
[0036]2)云端中間件模塊可新增數(shù)據(jù)挖掘模塊，對(duì)水質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析，挖掘相關(guān)數(shù)據(jù)。
[0037]本發(fā)明的優(yōu)勢(shì)在于:
[0038]1、利用ZigBee無(wú)線傳感網(wǎng)實(shí)現(xiàn)水質(zhì)數(shù)據(jù)采集，組網(wǎng)發(fā)送組內(nèi)數(shù)據(jù)，wifi模塊連接網(wǎng)關(guān)，將數(shù)據(jù)直接發(fā)送至internet。此過(guò)程中，需根據(jù)學(xué)習(xí)時(shí)間限制對(duì)相關(guān)知識(shí)進(jìn)行剪裁，經(jīng)分析，只保留數(shù)據(jù)采集和組網(wǎng)發(fā)送部分留用教學(xué)比較符合實(shí)際。
[0039]2、云平臺(tái)中間件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn):本發(fā)明使用集成平臺(tái)LNAMP來(lái)設(shè)計(jì)中間件，對(duì)該部分的知識(shí)結(jié)構(gòu)裁剪選擇MYSQL數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)和服務(wù)器端servlet程序設(shè)計(jì)，只實(shí)現(xiàn)接收保存數(shù)據(jù)功能。
[0040]3、APP部分要實(shí)現(xiàn)云端數(shù)據(jù)的顯示，該部分設(shè)計(jì)剪裁的選擇四大組件中的2個(gè)和intent，實(shí)現(xiàn)JSON數(shù)據(jù)解析，數(shù)據(jù)的訪問(wèn)和界面顯示。
[0041]以上結(jié)合附圖詳細(xì)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡(jiǎn)單變型，這些簡(jiǎn)單變型均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0042]另外需要說(shuō)明的是，在上述【具體實(shí)施方式】中所描述的各個(gè)具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過(guò)任何合適的方式進(jìn)行組合，為了避免不必要的重復(fù)，本發(fā)明對(duì)各種可能的組合方式不再另行說(shuō)明。
[0043]此外，本發(fā)明的各種不同的實(shí)施方式之間也可以進(jìn)行任意組合，只要其不違背本發(fā)明的思想，其同樣應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明所公開(kāi)的內(nèi)容。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于實(shí)時(shí)水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)實(shí)踐平臺(tái)，其特征在于，該物聯(lián)網(wǎng)實(shí)踐平臺(tái)包括:無(wú)線傳感網(wǎng)模塊、云端中間件和多個(gè)移動(dòng)交互試驗(yàn)平臺(tái)； 所述無(wú)線傳感網(wǎng)模塊感應(yīng)水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的水質(zhì)數(shù)據(jù)； 所述云端中間件被配置成連接于所述無(wú)線傳感網(wǎng)模塊以對(duì)所述感應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行解析并將解析后的數(shù)據(jù)打包導(dǎo)入服務(wù)器； 所述移動(dòng)交互試驗(yàn)平臺(tái)被配置成連接于所述云端中間件，以接受并顯示解析后的數(shù)據(jù)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于實(shí)時(shí)水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)實(shí)踐平臺(tái)，其特征在于，該無(wú)線傳感網(wǎng)模塊包括:水質(zhì)傳感器、網(wǎng)關(guān)和WIFI通訊模塊，所述水質(zhì)傳感器感應(yīng)水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的水質(zhì)的PH值，所述網(wǎng)關(guān)連接于所述水質(zhì)傳感器的多個(gè)節(jié)點(diǎn)，以將感應(yīng)的數(shù)據(jù)傳送至所述云端中間件;所述WIFI通訊模塊被配置成連接于所述網(wǎng)關(guān)以所述感應(yīng)的數(shù)據(jù)發(fā)送至互聯(lián)網(wǎng)中。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于實(shí)時(shí)水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)實(shí)踐平臺(tái)，其特征在于，所述網(wǎng)關(guān)連接于多個(gè)ZigBee節(jié)點(diǎn)，每個(gè)所述ZigBee節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)一個(gè)水質(zhì)傳感器。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于實(shí)時(shí)水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)實(shí)踐平臺(tái)，其特征在于，所述云端中間件還包括:數(shù)據(jù)挖掘模塊，所述數(shù)據(jù)挖掘模塊被配置成連接于所述水質(zhì)傳感器，以對(duì)感應(yīng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析，挖掘相關(guān)數(shù)據(jù)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于實(shí)時(shí)水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)實(shí)踐平臺(tái)，其特征在于，所述云端中間件為集成平臺(tái)LNAMP。
【文檔編號(hào)】H04W84/18GK106023704SQ201610351852
【公開(kāi)日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年5月25日
【發(fā)明人】沈展
【申請(qǐng)人】安徽師范大學(xué)