基于GPRS和JavaWeb的遠程空氣質量監(jiān)測系統(tǒng)

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(jiān)測系統(tǒng)

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(shù)據(jù)采集監(jiān)控系統(tǒng)。介紹了整體的設計方案，包括系統(tǒng)的結構和實現(xiàn)的方法，實現(xiàn)遠程客戶機網(wǎng)頁中數(shù)據(jù)的動態(tài)更新。

GPRS JAVA 動態(tài)網(wǎng)站

1 系統(tǒng)結構

該系統(tǒng)分為四大部分：①空氣檢測儀；②數(shù)據(jù)傳輸部分。采用SIMCOM公司的工業(yè)級雙頻GSM/GPRS模塊：SIM900A來傳輸數(shù)據(jù)。③數(shù)據(jù)中轉服務器。開機就處于運行狀態(tài)，主要用于指令和數(shù)據(jù)的收發(fā)、數(shù)據(jù)的存儲。④工控網(wǎng)站。采用JSP和Servlet技術設計，后臺采用SQL Server數(shù)據(jù)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(tǒng)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(xié)議。要實現(xiàn)模塊與PC機的TCP數(shù)據(jù)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(wǎng)IP；對于使用了路由器的ADSL用戶，要對路由器進行轉發(fā)規(guī)則設置：在路由器控制頁面選擇：轉發(fā)規(guī)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(wǎng)IP映射到了外網(wǎng)，相當于經(jīng)過路由器的電腦，擁有了一個公網(wǎng)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(xiàn)。使用TCP/IP協(xié)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(xiàn)網(wǎng)絡進程之間的通信。以TCP為例，常用的有：socket()函數(shù)、bind()函數(shù)、listen()、connect()函數(shù)、accept()函數(shù)、read()、write()等函數(shù)。

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(jiān)聽這個socket，如果客戶端這時調用connect()發(fā)出連接請求，服務器就會接收到這個請求。TCP服務器監(jiān)聽到這個請求之后，就會調用accept()函數(shù)取接收請求，這樣連接就建立好了。

1.4 網(wǎng)站設計

系統(tǒng)摒棄傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)檢測手段，工作人員不必像以前一樣坐在監(jiān)測室通過監(jiān)控服務器來監(jiān)控現(xiàn)場設備。把監(jiān)測數(shù)據(jù)上傳到服務器上，用戶只要能上網(wǎng)，通過訪問網(wǎng)站，就可監(jiān)測現(xiàn)場數(shù)據(jù)。采用基于JSP的動態(tài)網(wǎng)站，以SQL Server作為數(shù)據(jù)庫支持。讀取數(shù)據(jù)庫中的歷史數(shù)據(jù)，繪制曲線，從而分析各個地方的空氣塵埃變化規(guī)律；繪制熱力圖，從而得知各地區(qū)的空氣質量的優(yōu)劣。

2 結束語

系統(tǒng)用到了Java和JSP技術、GPRS無線通訊技術、數(shù)據(jù)采集技術，覆蓋電子、通信、計算機網(wǎng)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(wǎng)站的實時信息查詢功能，方便對現(xiàn)場數(shù)據(jù)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(yè)務的新型遠程智能抄表系統(tǒng)[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(shù)據(jù)采集監(jiān)控系統(tǒng)[J].《儀器儀表與分析監(jiān)測》2005年第1期

[3]張逵,劉公強.基于JAVARMI的遠程實時數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)與云計算。單位信息：成都理工大學。