基于Web的豬舍遠程監控系統設計與實現

王雪亮　高惠芳　李小龍

摘要：為了實現對養豬場的智能化管理，設計并實現了基于Web的遠程監控系統。系統使用MyEclipse作為開發工具，MySQL作為數據庫，Tomcat作為Web 服務器，在Spring、Hinernate、Struts2三大框架基礎上開發完成。用戶通過瀏覽器訪問系統，可查看豬舍內的視頻監控和環境參數，并發送控制指令控制下位機以調節環境參數，從而實現對豬場的實時監控管理。

關鍵詞：Web遠程監控；視頻監控；ActiveX插件；環境參數

DOIDOI：10.11907/rjdk.172398

中圖分類號：TP319

文獻標識碼：A文章編號文章編號：16727800（2018）003010004

英文摘要Abstract：In order to realize the intelligent management of pig farm， a remote monitoring system based on Web is designed and implemented.The system uses MyEclipse as a development tool， MySQL is used as a database and uses Tomcat as a Web server to be developed on the basis of the three major frameworks of Spring， Hinernate， and Struts2. Users visit the system through browser to check the video monitoring and environmental parameters in the piggery， and send control commands to control the environment parameters of the lower computer， so as to realize the realtime monitoring and management of pig farms.

英文關鍵詞Key Words：Web remote monitoring； video surveillance； ActiveX plugin； environment parameters

0引言

豬舍環境對生豬的生長、繁殖和健康起著重要作用，針對大規模養殖中豬舍環境惡劣的現象，本文設計了一種基于Web的豬舍環境遠程監控系統[13]。此系統包括現場環境參數監控[4]和視頻監控，其目的在于創造一個適宜的豬舍環境，同時方便顧客了解豬場生豬飼養情況，讓大家吃上放心豬肉。

如今大多數解決方案都是基于C/S結構設計的，用戶只有在特定位置并且打開專用客戶端才能查看豬場環境。B/S（瀏覽器/服務器）架構是隨著Internet的興起，對C/S（客戶端/服務器）結構的一種改進。B/S架構分為三層結構：表示層、應用層、數據層。表示層負責用戶事務的顯示，應用層負責對用戶的操作進行事務處理，數據層為應用層提供相應數據。利用B/S架構可以在任意一臺可接入互聯網的計算機上實現豬場環境的遠程監控。系統實現了環境參數和視頻監控的顯示，解決了只顯示單一環境參數的問題[56]，從而使用戶對豬場有更直觀的了解。

網頁部分包括登錄頁面、當前環境參數顯示和控制頁面、歷史數據查詢頁面、視頻監控頁面。每個豬舍都安裝了攝像頭，每個攝像頭對應的IP、端口都保存在數據庫中，用戶可以根據需要在前端頁面進行攝像頭的切換。為了實現無刷新下的數據更新，Web前端采用Ajax異步數據交互技術與服務器進行通信。利用監控攝像機提供的SDK開發出ActiveX控件[7]，并將控件嵌入到網頁中，以供在瀏覽器端進行視頻監控顯示。

現在基本上所有的PC客戶端都安裝有瀏覽器，所以將前端監控設備的監控視頻傳輸到Web服務器上，由用戶通過瀏覽器進行訪問，獲取視頻監控的數據[89]，則不需要單獨在客戶端安裝軟件。同時對于視頻播放控件的更新，只用將更新后的控件放在Web服務器上，瀏覽器則會對用戶進行提示，用戶確定后瀏覽器即會自動下載安裝更新到本地客戶端，減少了用戶操作步驟，提升了用戶體驗。

1系統設計

1.1系統功能模塊設計

系統的功能模塊劃分為4部分，如圖1所示。

（1）用戶管理。實現了系統的用戶登錄認證工作以及對于不同用戶的角色權限管理工作。一般用戶不用注冊，直接訪問監控頁面即可；管理員賬戶需要注冊、登錄才能訪問控制頁面，并可以查看有權限要求的攝像機。

（2）實時監控。實現從前端監控設備獲取視頻監控信號，提供實時視頻監控的查看功能。根據IP、端口調用對應攝像機，查看不同豬舍的監控視頻；將前端監控設備的監控視頻傳輸到Web服務器上，網頁嵌入ActiveX控件，通過接口調用由用戶通過瀏覽器進行訪問；還可根據需要添加、刪除攝像機。

（3）環境參數顯示。主要實現的功能是當前數據的實時顯示，需要顯示的數據包括溫度、濕度、光照強度、二氧化碳濃度、氨氣濃度和硫化氫氣體濃度，并將歷史數據以曲線圖形式直觀地呈現給用戶。

（4）控制部分。能夠在網頁上遠程控制現場設備的開啟，控制模式分為手動和自動兩種模式。

1.2系統總體結構設計

系統總體框架如圖2所示，本系統運用了主流的MVC軟件開發模式和JavaBean+Struts2+Spring+Hibernate+Jsp系統架構。采集的數據能夠動態、實時地顯示在頁面上，同時在網頁上實現監控視頻的實時顯示，在數據庫錄入攝像機的IP和端口實現攝像機切換。系統在正常工作的情況下，能夠在網頁上查看歷史數據，并將歷史數據以曲線圖形式直觀地顯示出來，以便更好地掌握豬舍環境的變化。

2系統實現

本系統為實現客戶端使用瀏覽器訪問Web服務器功能，使用了B/S模式?？蛻魴C使用瀏覽器訪問部署在服務器上的平臺系統，按提示下載CA認證根證書并安裝。瀏覽器自動將ActiveX控件下載安裝到客戶端。安裝完畢后，用戶即可通過該控件與視頻監控前端通信，獲取實時視頻監控信息，從而實現相關功能。本系統使用的前端監控設備為?？低暪旧a的監控設備。該設備帶有配套的視頻監控存儲服務器和相關功能的SDK包，本系統只需根據該SDK包進行二次開發，編寫ActiveX控件調用其SDK包中的接口方法，即可獲取該前端監控設備上的監控視頻信號實現實時預覽，之后在Web頁面上的相應位置嵌入ActiveX控件代碼。

2.1視頻監控模塊實現

因為本系統視頻實時監控模塊終端采用的是海康威視的設備，所以AetiveX控件的開發都是直接調用該公司提供的SDK包內的各種接口函數，ActiveX控件的執行流程如圖3所示。

瀏覽器在解析頁面時，如果發現有ActiveX控件的嵌入代碼，會檢查ActiveX控件的安全性，如果安全，則會提示用戶下載該控件，下載完成后即按照與控件打包在一起的控件安裝文件INF的指示進行安裝。頁面中嵌入ActiveX控件的代碼為：

width="400" height="300">

var humid=msg.huanjingcanshulist[0].humid；

var light=msg.huanjingcanshulist[0].light；

var co2=msg.huanjingcanshulist[0].co2；

var h2s=msg.huanjingcanshulist[0].h2s；

var nh3=msg.huanjingcanshulist[0].nh3；

MYM（"#temp"）.val（temp）；

MYM（"#humid"）.val（humid）；

MYM（"#light"）.val（light）；

MYM（"#co2"）.val（co2）；

MYM（"#h2s"）.val（h2s）；

MYM（"#nh3"）.val（nh3）；}，

error：function（）{alert（"查詢失??！"）；}}）； }

監控視頻的查看則調用嵌入頁面的ActiveX控件實現。在查詢歷史環境頁面輸入框輸入開始時間與結束時間，點擊查看歷史數據時，Ajax和后臺通信查詢這段時間的歷史記錄，利用Struts2的Struts2jsonPlugin.jar插件返回JSON數據，前端頁面fusioncharts框架利用返回的JSON數據繪制曲線圖，使用戶能直觀地查看這段時間內的豬場環境。服務器端查詢并返回JSON數據代碼如下：

List

Listlishico2list=（List）jianKongDao1.chaXunlishishuju（begintime，endtime）；

//接下來把查詢字段封裝到map集合，轉換成JSON格式。遍歷list集合封裝到map集合

if（lishico2list ！= null && lishico2list.size（）>0）{

for（HuanJingCanShu obj： lishico2list）{

xxx}}

JSONObject jso = new JSONObject（）；

jso.accumulate（"lishihs2list"， resList）；

HttpServletResponse response = ServletActionContext.getResponse（）；

xxx

outputStream.write（jso.toString（）.getBytes（"utf-8"））；

outputStream.close（）；

3系統測試

在配置完Tomcat服務器后，需要在瀏覽器上輸入網址，測試Web服務器是否能正常工作。本系統登錄頁面加入了用戶身份驗證，當輸入的用戶名或密碼錯誤時會提示輸入錯誤，并且系統登錄失敗。

通過登錄頁面進入本系統后跳轉到環境頁面，環境頁面上能夠顯示當前各環境參數值，通過點擊控制模式按鈕，可以選擇自動控制或手動控制。頁面能夠正常顯示和發送控制信號，說明整個軟件系統正常工作。

歷史數據頁面使用Fusioncharts對各個歷史環境參數數據進行繪圖，并使用曲線圖展示出來，使用戶對歷史環境一目了然。這里輸入開始時間、結束時間，點擊歷史溫度按鈕曲線圖如圖7所示。

進行視頻監控測試時，進入視頻監控頁面安裝好ActiveX控件后，頁面即出現視頻監控小窗，說明ActiveX控件成功安裝。用戶選擇在不同攝像頭下播放按鈕，前端監控設備則會把實時監控數據傳遞給Web服務器，由Web服務器再發送到客戶機的瀏覽器上。

4結語

本文設計并實現了基于Web的遠程豬舍監控系統，系統采用MySQL作為數據庫，Tomcat作為Web服務器，并使用Spring、Hinernate、Struts2三大框架對系統進行搭建。系統以網頁作為數據顯示和控制的主頁面，主要采用Ajax異步數據交互技術實現與后臺通信；使用ActiveX控件對?？倒镜那岸吮O控設備進行二次開發，調用其提供的接口函數，完成實時監控視頻的預覽功能；對監控系統的Web前端頁面進行了設計和實現，主要使用Javascript語言調用ActiveX控件對象的響應函數。用戶通過瀏覽器訪問系統，可查看豬舍內的視頻監控和環境參數，并可發送控制指令控制下位機調節環境參數，從而實現了用戶隨時隨地對豬舍的查看與控制。

參考文獻參考文獻：

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責任編輯（責任編輯：黃健）