工业物联网与移动互联系统的模拟设计与实现
目 录
1 引言 1
1.1 课题研究背景及意义 1
2 国内外发展状况 2
2.1 远程监控系统国内外现状 2
2.2 Android发展现状 3
3 系统方案设计及要求 3
3.1 系统设计总体框图 3
3.2 PC端数据模拟发生器 3
3.3 服务器设计 9
3.4 客户端设计 13
4 开发环境介绍 16
4.1 开发语言介绍 16
4.2 开发工具介绍 17
4.3 开发环境搭建及配置 20
5 程序调试 24
5.1 Android系统调试截图 24
结 论 28
致 谢 29
参考文献 30
1 引言
1.1 课题研究背景及意义
在工业生产中，环境状态对工业生产有着重要的影响，特别是在温湿度方面。而随着工业生产的极速发展，工业生产的自动化水平越来越高，各种监控设施也越来越齐全，但是这些设施一般都非常庞大，同时也都非常昂贵不方便移植，除此之外，这些设备通常是进行单监控间集中管理，实际上并不能远离工业现场，因此将远程监测向网络化发展对目前工业生产有着不可估量的重要意义。
信息的显示一直是测量仪表中占用成本比较大的部分，要得到高质量的显示效果，不但要需要增加液晶显示器等显示部件，还不得不采用高性能的处理器，而信息的采集只需要低成本的单片机就可以实现，把信息的采集和显示分离可以大幅度的见地设备的成本。
本文采用的技术策略是利用手机进行信息的显示。显示系统不再是针对一个设备，而是设计合适的软件，通过它可以和其他的数据采集设备有机的结 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3_5_1_9_1_6_0_7_2
合在一起，从而提高了设备的通用性，并进一步节约了费用开销[1]。
可以通过GPRS实现远程信息的采集，极大化的简化信息采集过程，使得用户无需到现场，只需通过远程访问就可以获得数据信息，多个设备的信息可以采集到一个手机上进而可以把信息绘制成表格系统的处理[2]。从而做到数据的集中式管理。随时获取数据信息和管理设备，能及时发现问题并采取有效措施，预防事故的发生。
这种基于Android的远程温湿度采集及监测系统在适用工业生产的同时还可以有其他发展的空间，比如，我们可以利用这个系统的工作原理开发适用于我们日常生活的监控系统等。该系统的廉价性和易用性扩大了他的适用范围，提高了它的实用性，更加方便我们对该系统的进一步开发和扩展[3]。因此，该系统可以说是非常有潜力的。
对于该系统而言，只需要更新前端传感器，就可以将安装于库房、大厦等建筑设施内，用于监控其中的相关设备。只是目前通过Internet进行的现场监控存在网络传输不确定和有传输延时的问题，还无法完成闭环控制[4]。因而此系统中仅通过启停某个设备达到远程控制的效果，与此同时，传输的确定性和安全性仍然是远程操作技术设计的关键。
综上所言，这种基于Android的监控系统，以网络访问为特点，具有良好的发展前景，能够进行进一步的潜力挖掘。
2 国内外发展状况
2.1 远程监控系统国内外现状
监测系统诞生于工业时代，伴随着互联网的应用，监控也由原来的现场监控演变成远程监控。国内外对这一领域早有研究。早在1997年麻省理工学院和斯坦福大学联合举办了一场以远程监控为主题的会议。在会议上学者们讨论了开放体系、传输协议以及用户安全等方面的议题[5]。随后一些跨国IT公司如Sun、Intel、Hp等公司推出了实验性系统Test,此系统能在互联网内实现远程监控。随后许多大公司也在他们的产品中加入了互联网功能，如BentIy公司的计算机在线设备运行监测系统Data Manager 2000 可以通过网络动态数据交换（Net DDE）的方式向远程终端发送设备运行状态信息；注明的National Instruments 公司也在它的产品LabWindows/CVI以及LabVIEW中加入了网络通讯处理模块，因而可以通过WWW、FTP、E-mail 方式在网络范围内进行监控数据的传送[6]。
近年来思科公司利用其在通信方面的优势。率先推出远程会议系统。最近几年，人们又将远程监控和人工智能结合起来。例如IBM提出了智慧地球的概念[7]。
国内对于远程监控技术也开展了深入的研究，目前，国防科技大学、西安交大、哈尔滨工业大学、华中科技大学等已经在一些远程监控领域取得突破性进展。哈尔滨工业大学研究的“微计算机化机组状态监视与故障诊断专家系统MMMDES”也投入了使用[8]。
以华为、中兴为代表的国内通信企业凭借其在通信领域的优势和雄厚的科研实力。也在安防产品之类的监控系统中发挥不可替代的作用。开发出一系列性能优异的产品[9]。
安卓远程监控技术监控的对象是远程的监控设备，研究内容为检测处理远程硬件设备的检测到的数据。针对远程设备的远程监控是安卓领域的研究热点，目前已经有许多比较成熟的商业产品出现。例如：基于Android的远程监控的大棚温湿度监测，能够实现远程监控温湿度安卓软件， *好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3_5_1_9_1_6_0_7_2
远程控制处理等功能[10]。
与硬件设备研究相比较，目前国内智能化应用软件才刚刚起步，大多数安卓远程监控系统主要用于监测和控制远程硬件，较少用于远程监控软件，特别是智能化应用程序。因此，国内智能化软件应用缺乏统一标准，设计智能化程序完善监控系统势在必行，智能化远程监控系统的完成将会带来巨大收益，是一项很有意义的研究。
2.2 Android发展现状
Android是中国大陆较为常见的一种操作系统，由Andy Rubin开发，最初主要用于手机研发，以Linux为基础，开放源代码，到目前为止主要使用两种中文名字“安卓”和“安致”。直到2005年被Google收购后逐渐被改良和扩展，主要用于开发手机、平板电脑等[11]。就目前而言，它主要有两个竞争者，一个是苹果公司的iOS，另一个是RIM的Blackberry OS。2011年4月，Android系统排名全球第一，它的市场份额首次超过塞班系统。2012年初，全球市场份额达到59%，中国市场占68.4%，与其他智能手机系统相比较，占据了很大的优势地位[12]。
3 系统方案设计及要求
3.1 系统设计总体框图
基于以往监测设备体积大、不方便监测、不便携等缺点。本设计的目的在于设计出一个具有实用价值、性价比较高的智能温湿度监测控制系统。该系统性能较好，且稳定性高，可实现远程控制。设计一种基于Android的移动终端，实现数据的远程、集中化实时监控。
图1 系统设计总体框图
3.2 PC端数据模拟发生器
PC端数据模拟发生器是由C#语言编写设计。具体实现模拟产生监测数据，然后将数据传输至数据库，并对数据库传来的信息进行分析，并作出相应的处理。接下来将主要介绍一下这个软件的具体功能：
3.2.1 登陆界面
这个界面是由一个ImageBox控件、2个TextBox控件、4个Label控件、2个Button控件组成。这个界面的左上角有一个的校徽，显示软件开发人员所属院校，标题是体现了这个软件的功能。小字信息显示了软件开发人员的具体信息，下面则是一个标准的登陆界面。
1 引言 1
1.1 课题研究背景及意义 1
2 国内外发展状况 2
2.1 远程监控系统国内外现状 2
2.2 Android发展现状 3
3 系统方案设计及要求 3
3.1 系统设计总体框图 3
3.2 PC端数据模拟发生器 3
3.3 服务器设计 9
3.4 客户端设计 13
4 开发环境介绍 16
4.1 开发语言介绍 16
4.2 开发工具介绍 17
4.3 开发环境搭建及配置 20
5 程序调试 24
5.1 Android系统调试截图 24
结 论 28
致 谢 29
参考文献 30
1 引言
1.1 课题研究背景及意义
在工业生产中，环境状态对工业生产有着重要的影响，特别是在温湿度方面。而随着工业生产的极速发展，工业生产的自动化水平越来越高，各种监控设施也越来越齐全，但是这些设施一般都非常庞大，同时也都非常昂贵不方便移植，除此之外，这些设备通常是进行单监控间集中管理，实际上并不能远离工业现场，因此将远程监测向网络化发展对目前工业生产有着不可估量的重要意义。
信息的显示一直是测量仪表中占用成本比较大的部分，要得到高质量的显示效果，不但要需要增加液晶显示器等显示部件，还不得不采用高性能的处理器，而信息的采集只需要低成本的单片机就可以实现，把信息的采集和显示分离可以大幅度的见地设备的成本。
本文采用的技术策略是利用手机进行信息的显示。显示系统不再是针对一个设备，而是设计合适的软件，通过它可以和其他的数据采集设备有机的结 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3_5_1_9_1_6_0_7_2
合在一起，从而提高了设备的通用性，并进一步节约了费用开销[1]。
可以通过GPRS实现远程信息的采集，极大化的简化信息采集过程，使得用户无需到现场，只需通过远程访问就可以获得数据信息，多个设备的信息可以采集到一个手机上进而可以把信息绘制成表格系统的处理[2]。从而做到数据的集中式管理。随时获取数据信息和管理设备，能及时发现问题并采取有效措施，预防事故的发生。
这种基于Android的远程温湿度采集及监测系统在适用工业生产的同时还可以有其他发展的空间，比如，我们可以利用这个系统的工作原理开发适用于我们日常生活的监控系统等。该系统的廉价性和易用性扩大了他的适用范围，提高了它的实用性，更加方便我们对该系统的进一步开发和扩展[3]。因此，该系统可以说是非常有潜力的。
对于该系统而言，只需要更新前端传感器，就可以将安装于库房、大厦等建筑设施内，用于监控其中的相关设备。只是目前通过Internet进行的现场监控存在网络传输不确定和有传输延时的问题，还无法完成闭环控制[4]。因而此系统中仅通过启停某个设备达到远程控制的效果，与此同时，传输的确定性和安全性仍然是远程操作技术设计的关键。
综上所言，这种基于Android的监控系统，以网络访问为特点，具有良好的发展前景，能够进行进一步的潜力挖掘。
2 国内外发展状况
2.1 远程监控系统国内外现状
监测系统诞生于工业时代，伴随着互联网的应用，监控也由原来的现场监控演变成远程监控。国内外对这一领域早有研究。早在1997年麻省理工学院和斯坦福大学联合举办了一场以远程监控为主题的会议。在会议上学者们讨论了开放体系、传输协议以及用户安全等方面的议题[5]。随后一些跨国IT公司如Sun、Intel、Hp等公司推出了实验性系统Test,此系统能在互联网内实现远程监控。随后许多大公司也在他们的产品中加入了互联网功能，如BentIy公司的计算机在线设备运行监测系统Data Manager 2000 可以通过网络动态数据交换（Net DDE）的方式向远程终端发送设备运行状态信息；注明的National Instruments 公司也在它的产品LabWindows/CVI以及LabVIEW中加入了网络通讯处理模块，因而可以通过WWW、FTP、E-mail 方式在网络范围内进行监控数据的传送[6]。
近年来思科公司利用其在通信方面的优势。率先推出远程会议系统。最近几年，人们又将远程监控和人工智能结合起来。例如IBM提出了智慧地球的概念[7]。
国内对于远程监控技术也开展了深入的研究，目前，国防科技大学、西安交大、哈尔滨工业大学、华中科技大学等已经在一些远程监控领域取得突破性进展。哈尔滨工业大学研究的“微计算机化机组状态监视与故障诊断专家系统MMMDES”也投入了使用[8]。
以华为、中兴为代表的国内通信企业凭借其在通信领域的优势和雄厚的科研实力。也在安防产品之类的监控系统中发挥不可替代的作用。开发出一系列性能优异的产品[9]。
安卓远程监控技术监控的对象是远程的监控设备，研究内容为检测处理远程硬件设备的检测到的数据。针对远程设备的远程监控是安卓领域的研究热点，目前已经有许多比较成熟的商业产品出现。例如：基于Android的远程监控的大棚温湿度监测，能够实现远程监控温湿度安卓软件， *好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3_5_1_9_1_6_0_7_2
远程控制处理等功能[10]。
与硬件设备研究相比较，目前国内智能化应用软件才刚刚起步，大多数安卓远程监控系统主要用于监测和控制远程硬件，较少用于远程监控软件，特别是智能化应用程序。因此，国内智能化软件应用缺乏统一标准，设计智能化程序完善监控系统势在必行，智能化远程监控系统的完成将会带来巨大收益，是一项很有意义的研究。
2.2 Android发展现状
Android是中国大陆较为常见的一种操作系统，由Andy Rubin开发，最初主要用于手机研发，以Linux为基础，开放源代码，到目前为止主要使用两种中文名字“安卓”和“安致”。直到2005年被Google收购后逐渐被改良和扩展，主要用于开发手机、平板电脑等[11]。就目前而言，它主要有两个竞争者，一个是苹果公司的iOS，另一个是RIM的Blackberry OS。2011年4月，Android系统排名全球第一，它的市场份额首次超过塞班系统。2012年初，全球市场份额达到59%，中国市场占68.4%，与其他智能手机系统相比较，占据了很大的优势地位[12]。
3 系统方案设计及要求
3.1 系统设计总体框图
基于以往监测设备体积大、不方便监测、不便携等缺点。本设计的目的在于设计出一个具有实用价值、性价比较高的智能温湿度监测控制系统。该系统性能较好，且稳定性高，可实现远程控制。设计一种基于Android的移动终端，实现数据的远程、集中化实时监控。
图1 系统设计总体框图
3.2 PC端数据模拟发生器
PC端数据模拟发生器是由C#语言编写设计。具体实现模拟产生监测数据，然后将数据传输至数据库，并对数据库传来的信息进行分析，并作出相应的处理。接下来将主要介绍一下这个软件的具体功能：
3.2.1 登陆界面
这个界面是由一个ImageBox控件、2个TextBox控件、4个Label控件、2个Button控件组成。这个界面的左上角有一个的校徽，显示软件开发人员所属院校，标题是体现了这个软件的功能。小字信息显示了软件开发人员的具体信息，下面则是一个标准的登陆界面。
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