基于GPRS和JavaWeb的遠程空氣質量監測系統

孫麗瓊 成都理工大學信息科學與技術學院

基于GPRS和JavaWeb的遠程空氣質量監測系統

孫麗瓊 成都理工大學信息科學與技術學院

文章提出將GPRS技術和JAVA技術應用于遠程數據采集監控系統。介紹了整體的設計方案，包括系統的結構和實現的方法，實現遠程客戶機網頁中數據的動態更新。

GPRS JAVA 動態網站

1 系統結構

該系統分為四大部分：①空氣檢測儀；②數據傳輸部分。采用SIMCOM公司的工業級雙頻GSM/GPRS模塊：SIM900A來傳輸數據。③數據中轉服務器。開機就處于運行狀態，主要用于指令和數據的收發、數據的存儲。④工控網站。采用JSP和Servlet技術設計，后臺采用SQL Server數據庫支持。

1.1 檢測儀硬件設計

檢測儀檢測空氣中PM2．5和PM10的濃度，附帶有溫濕度檢測功能。處理器采用ST公司的STM32F103ZETT6單片機，該款單片機價格低、性能好、處理速度快，完全勝任系統的要求。

1.2 GPRS模塊與Internet中主機的鏈接

SIM900A模塊內嵌了TCP/IP協議。要實現模塊與PC機的TCP數據傳輸，需要通過指令操作配置模塊，具體操作請參見模塊使用手冊。

模塊與電腦的GPRS通信，需要確保電腦具有公網IP；對于使用了路由器的ADSL用戶，要對路由器進行轉發規則設置：在路由器控制頁面選擇：轉發規則-＞DMZ主機，然后設置啟用DMZ主機，并設置DMZ主機IP地址為當前電腦的IP地址，這樣就把內網IP映射到了外網，相當于經過路由器的電腦，擁有了一個公網IP。

1.3 服務器搭建及通信連接

服務器的設計采用Java的客戶機/服務器思想。基于JavaSpring后臺框架，用Tomcat做服務器，服務器和用戶機的通訊使用Netty框架，采用基于TCP/IP的Socket機制來實現。使用TCP/IP協議的應用程序通常采用應用編程接口：UNIX BSD的套接字（socket），來實現網絡進程之間的通信。以TCP為例，常用的有：socket()函數、bind()函數、listen()、connect()函數、accept()函數、read()、write()等函數。

服務器在啟動的時候會綁定一個固定的地址（如IP地址+端口號），用于提供服務，客戶就可以通過它來接連服務器；服務器在調用socket()、bind()之后就會調用listen()來監聽這個socket，如果客戶端這時調用connect()發出連接請求，服務器就會接收到這個請求。TCP服務器監聽到這個請求之后，就會調用accept()函數取接收請求，這樣連接就建立好了。

1.4 網站設計

系統摒棄傳統的數據檢測手段，工作人員不必像以前一樣坐在監測室通過監控服務器來監控現場設備。把監測數據上傳到服務器上，用戶只要能上網，通過訪問網站，就可監測現場數據。采用基于JSP的動態網站，以SQL Server作為數據庫支持。讀取數據庫中的歷史數據，繪制曲線，從而分析各個地方的空氣塵埃變化規律；繪制熱力圖，從而得知各地區的空氣質量的優劣。

2 結束語

系統用到了Java和JSP技術、GPRS無線通訊技術、數據采集技術，覆蓋電子、通信、計算機網絡編程；應用于空氣中塵埃粒子的檢測，檢測設備可廣泛分布，對沙塵等惡劣天氣的預警提示、城市空氣質量播報、人員不宜進入的場所的空氣檢測等場景；基于網站的實時信息查詢功能，方便對現場數據的實時掌控，使得在工程技術中有著有極大的使用價值。

[1]李曄,于大鵬,牛忠霞.基于短消息業務的新型遠程智能抄表系統[J].信息工程大學學報,2003(3):19～22

[2]王孝良,宋國振,安毅.基于GPRS的遠程實時數據采集監控系統[J].《儀器儀表與分析監測》2005年第1期

[3]張逵,劉公強.基于JAVARMI的遠程實時數據采集[J].計算機應用研究,2002(11)

孫麗瓊，性別：女，民族：漢，籍貫：四川省巴中市，學歷：碩士，研究方向：大數據與云計算。單位信息：成都理工大學。