王文科+燕磊

摘 要

基于 B/S结构、开源yeelink API进行系统构建和网页发布，并采用MVC模式构建页面。实现了温室大棚的数据可视化、达到更好的人机效果和用户体验的系统。该系统能够满足当前对温室大棚的环境检测和控制的需求。解决了C/S两层结构存在的可扩展性、可维护性等缺陷，为设备保障、网站优化布局提供了更好的实现方式。

【关键词】B/S yeelink 温室大棚

随着物联网的发展，农业物联网不管是在研究领域还是实际的运用都取得了很好的成果，但是也存在很多不足：

（1）农业物联网的自组织网络部署和信息传输技术还不够完善，需要加强农业物联网技术集成平台建设；

（2）由于农业物联网涉及面广、技术多，目前针对农业物联网的通信协议还没有统一，各自农业物联网系统也是采取自己设计的通信协议，将难以推广物联网在农业的应用。

（3）常用的搭建系统的客户端 /服务器结构（ 简称 C /S 结构） 两层结构存在可扩充性、 可维护性及安全性较差，已较难适应信息技术与网络技术发展的需要。本文从第三点的角度考虑来改善系统的设计。

B/S结构（Browser/Server，浏览器/服务器模式），是WEB兴起后的一种系统构建模式。。B/S结构从根本上来讲是将C/S的两层模型结构扩展为三层，在客户端和数据库中间加入了一个逻辑层，将应用程序的业务规则、数据访问、合法性校验等工作放到了中间层进行处理。

通过结合浏览器的各种脚本语言和Active X技术来实现 ，简化了系统的开发、维护和使用。由于统一了客户端，所以具有很好的移植性。服务器端安装SQL Server、Oracle、MYSQL等数据库，浏览器通过Web Server同数据库进行交互。通过Ajax技术能够实现程序在客户端电脑上进行部分处理，减轻了服务器端的负担，并增强了交互性和实时性 。

1 系统设计

1.1 总体设计

应用以太网模块将实时收集的温室大棚的环境信息，如温度、湿度、光照强度等经过数据处理之后发送到浏览器端，浏览器端的核心部分是yeelink平台提供的API。管理者通过浏览器端的数据来根据需要进行实时控制。浏览器端显示的数据可以帮助管理者对数据进行分析、整理、融合。系统主要实现以下几个方面功能。

1.1.1 温室大棚环境信息采集

实现温湿度传感器、光照度传感器、土壤水分传感器等传感器的数据采集，用于全方位实时监测农作物的生长环境。

1.1.2 温室大棚环境控制

将传感器采集的数据通过以太网模块传送到云平台后，可以通过远程PC或手机终端控制实现，也可以通过设定域值来实现自动控制。控制系统可以根据农作物的生长环境变化控制温度控制系统、光照度控制系统和灌溉系统，用于全方位实时监测农作物的生长环境。总体设计如图1所示。

1.2 硬件设计

温室大棚的下位机采用以AVR为核心的Arduino微处理器。该处理器自身集成了大量的库文件用来扩展应用，其中就有需要用到的Ethernet库，可以非常快捷的编写程序。Yeelink云平台也提供了大量的与Arduino进行数据交互的实例。数据采集选择DS18B20温度传感器、DHT11温湿度传感器和BH175FVI光照度传感器分别完成对温度、湿度和光照度的检测；将数据处理后发送到控制器中进行处理。硬件结构图如图2所示。

2 数据通信协议格式

为了实现客户端与服务器端的数据通信，以及节点终端和移动终端的信息通信与设备控

制，本文按照JSON格式设计一套完整的温室大棚通信协议。JSON（ JS 对象标记） 是一种轻量级的数据交换格式。它基于ECMAScript规范的一个子集，采用完全独立于编程语言的文本格式来存储和表示数据。简洁和清晰的层次结构使得 JSON 成为理想的数据交换语言。 易于人閱读和编写，同时也易于机器解析和生成，并有效地提升网络传输效率。基本数据式：[{"sensor01"：0}，{"sensor02"：202}，{"sensor03"：1}，{"sensor04"：34}]。

3 软件系统设计

整个软件操作部分采用模型-视图-控制器模式（MVC） ，可以方便的支持不同的客户端类型和个性化设置。

基于上述MVC模式，温室大棚的管理系统借助于yeelink API文档建立起Web与传感器之间的数据交互，在组成上又可以划分为：客户端-Web服务-应用服务-数据库服务 ，其中，Web服务层还可以细分为表现层、业务逻辑层以及数据层，在业务逻辑层与展现层之间的yeelink 云平台相当于逻辑控制层的数据传递中间件，其功能为转发用户操作至业务逻辑层。Web服务器负责接收浏览器用户的请求，调用相关功能模块进行业务处理；数据服务器负责数据的存储和管理，以及响应应用服务器的数据请求，并发送相关的数据客户端为用户提供交互接口，发送用户请求，接收Web间的交互合理分配，具备很强的可扩展性和可移植性，使得整个系统易于维护。

4 结论

基于B/S架构和开源 Yeelink平台的智能温室大棚为用户提供了良好的交互界面，使其可以直观地了解和掌握温室大棚环境的基本信息。管理者无须安装任何客户端软件就可以在任何具备浏览器的机器上进行业务处理，为用户提供强大的远程操作功能。系统采用MVC分层，使系统具有很强的可维护性和扩展性，既能够满足当前的业务需求，又为今后的功能扩展留有空间。

参考文献

[1]程英蕾，殷肖川，吴丰.从C/S模式转向B/S模式[J].空军工程大学学报：自然科学版，2000，1（02）：48-51.

[2]吴学义，黄永平，郭娜.基于AJAX的B/S架构及应用[J].吉林大学学报：信息科学2007，25（03）：314-318.

[3]李园，陈世平.MVC设计模式在ASP.NET平台中的应用[J].计算机工程与设计，2009，30（13）：3180-3185.

[4]李敏，孟臣.温室大棚计算机测控系统的研制[J].计算机与农业，2001（06）：9-11.