基于物聯(lián)網(wǎng)控制技術(shù)的智能花卉養(yǎng)殖系統(tǒng)設(shè)計(jì)

基于物聯(lián)網(wǎng)控制技術(shù)的智能花卉養(yǎng)殖系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘要：時代在不斷的進(jìn)步，科技的發(fā)展永不止步。智能花卉栽培系統(tǒng)將單片機(jī)、花卉栽培和一個網(wǎng)絡(luò)云平臺相結(jié)合，通過設(shè)備對花卉栽培過程進(jìn)行監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)對花卉生長環(huán)境的實(shí)時監(jiān)控，以科技手段幫助人們進(jìn)行花卉栽培。本設(shè)計(jì)包括四個模塊：控制模塊、顯示模塊、土壤監(jiān)測模塊、網(wǎng)絡(luò)通信模塊，對系統(tǒng)生長階段的各種花卉狀況和參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測。當(dāng)周圍環(huán)境不利于植物生長時，客戶端會給出提示，方便用戶查詢相關(guān)信息，使人們更加方便地調(diào)整花卉生長環(huán)境。關(guān)鍵詞：OneNET；智能花卉養(yǎng)殖系統(tǒng)；傳感器；單片機(jī)DesignofIntelligentFlowerBreedingSystemBasedonInternetofThingsControlTechnologyGaoHuilingSupervisor:LiuJia(SchoolofInformationTechnology,ShangqiuNormalUniversity,Shangqiu476000,China)Abstract：Theeraisinconstantprogress,thedevelopmentofscienceandtechnologyneverstop.IntelligentflowercultivationsystemcombinesSCM,flowercultivationandanetworkcloudplatformtomonitortheprocessofflowercultivationthroughequipmentandrealizereal-timemonitoringofthegrowthenvironmentofflowers,soastohelppeoplewithflowercultivationbymeansofscienceandtechnology.Thedesignconsistsoffourmodules:controlmodule,displaymodule,soilmonitoringmoduleandnetworkcommunicationmodule,whichcanmonitorvariousflowerconditionsandparametersinthegrowthstageofthesystem.Whenthesurroundingenvironmentisnotconducivetothegrowthofplants,theclientwillgiveaprompttofacilitateuserstoqueryrelevantinformation,sothatpeoplecanmoreeasilyadjustthegrowthenvironmentofflowers.Keywords:OneNET;Intelligentflowerculturesystem;Thesensor;Singlechipmicrocomputer.引言隨著智能化設(shè)備的不斷改進(jìn)，人們的生活水平也逐漸提升，當(dāng)物質(zhì)生活達(dá)到一定的需求后，人們就開始追尋精神上的慰藉。在天然的情況中可以很好的放松自己的身體和精力。但同樣的，為了生活人們要努力奮斗，導(dǎo)致人們沒有很多的時間走進(jìn)大自然。因此，在工作和休息的環(huán)境中養(yǎng)殖花卉成為了最好的解決方式。人們通過研究不同花卉的生長環(huán)境，用科技的手段實(shí)現(xiàn)了對花卉養(yǎng)殖的智能化監(jiān)測，讓人們不必再花費(fèi)大量的心神在花卉的存活上。智能花卉養(yǎng)殖系統(tǒng)的出現(xiàn)是一個必然的結(jié)果。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展給我們的生活帶來了日新月異的變化，在本設(shè)計(jì)中，結(jié)合了傳統(tǒng)的方式和現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，利用傳感器網(wǎng)絡(luò)[1]對花卉的成長環(huán)境進(jìn)行了監(jiān)控,將成長過程中的各種數(shù)據(jù)顯示給人們，便于進(jìn)行直觀觀察的同時又節(jié)約了人們的時間，花卉的成長也更有保障。1花卉養(yǎng)殖智能化的意義及現(xiàn)狀1.1研究意義科技的進(jìn)步伴隨的是生活節(jié)奏的加快，這也就意味著人們的壓力越來越大，親近自然是一種很好的放松方式，養(yǎng)殖植物的過程能夠?qū)⑷藗兊乃季S從繁雜的瑣事中解放。同時，植物白天可以將二氧化碳轉(zhuǎn)換為氧氣，可以改良室內(nèi)的空氣的質(zhì)量。智能花卉養(yǎng)殖系統(tǒng)的研發(fā)使得在節(jié)省更多資源的同時也節(jié)省了種植人的精力和時間。本設(shè)計(jì)中使用溫濕度傳感器來監(jiān)測花卉成長過程中各種數(shù)值的變化，當(dāng)環(huán)境超出花卉生長最適宜的條件時，將信息上傳，通過計(jì)算之后得到合理有效地解決方案，有效提高花卉的成活率。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.2.1國外智能花卉養(yǎng)殖的研究現(xiàn)狀物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展而言，國外相對領(lǐng)先于國內(nèi)。近年來國外已經(jīng)研發(fā)出了比較全面的花卉養(yǎng)殖系統(tǒng)，該系統(tǒng)裝備了許多不同功能的傳感器，因而也體現(xiàn)出了更多的功能，大大方便了用戶。在英國，一個叫納塔莉金的女生發(fā)現(xiàn)了一種智能花草養(yǎng)殖體系?；ú蒺B(yǎng)殖體系具備安置在花草養(yǎng)殖體系底部的濕度傳感器和溫度傳感器。它們負(fù)責(zé)監(jiān)測花草生長環(huán)境中各因素的變化。一旦成長環(huán)境的指標(biāo)浮動出指定范圍，花卉養(yǎng)殖系統(tǒng)就會發(fā)出警報(bào)指令，系統(tǒng)外設(shè)的指示燈相應(yīng)亮起，告知用戶對環(huán)境進(jìn)行改變的方向。歐洲人曾研發(fā)過一種極具樂趣的智能花草養(yǎng)殖系統(tǒng)。他在該系統(tǒng)中加入了聲音傳感器，當(dāng)附近有人時，它會通過發(fā)出不同的聲音，表達(dá)出它此時的環(huán)境狀態(tài)。這樣的設(shè)計(jì)使得用戶可以更方便照顧花草，方便用戶調(diào)節(jié)適宜的生長環(huán)境。1.2.2國內(nèi)智能花卉養(yǎng)殖的研究現(xiàn)狀我國也是一個科技強(qiáng)國，而且仍在不停的成長之中。我國其實(shí)也出現(xiàn)過類似的裝置，它可以實(shí)現(xiàn)自動澆水[2]，但是由于系統(tǒng)設(shè)計(jì)的不完善，所以在進(jìn)行澆水使用時會有一定程度上的水的浪費(fèi)，水資源的浪費(fèi)會使周圍形成積水的情況，也不能實(shí)現(xiàn)實(shí)時監(jiān)測，同時用戶也不能對花卉生長的環(huán)境信息進(jìn)行查詢，養(yǎng)殖者依舊要浪費(fèi)大量的人力物力在監(jiān)測和培養(yǎng)上。2智能花卉養(yǎng)殖系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案2.1智能花卉養(yǎng)殖系統(tǒng)的需求分析采用傳統(tǒng)的方式種植花卉在浪費(fèi)大量人力物力的同時，花卉的成活率仍舊不高，澆水的多少，什么時間澆水都是很難界定的。普通的智能養(yǎng)殖系統(tǒng)通常都是設(shè)定定時定量澆水[3]，沒能考慮到天氣的影響,如：陰雨天水汽蒸發(fā)較為緩慢，澆水周期應(yīng)該延長或是減少澆水量，天氣較熱時，水汽蒸發(fā)加較為快速，周期是縮短還是加大澆水量都是很難確認(rèn)的，所以人們依舊要花費(fèi)大量的心神。因而可知，一款更智能的智能花草養(yǎng)殖體系的呈現(xiàn)是大勢所趨。2.2系統(tǒng)性能分析Arduino是一個和其他的平臺相比較來更為便捷靈活，方便上手的物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用平臺，它的受眾十分廣泛，可以滿足不同的開發(fā)者的使用需求。此平臺硬件的接入較為簡略，沒有復(fù)雜的請求，換句話說就是用戶可以在接受少量要求的前提下，進(jìn)入該平臺進(jìn)行使用。用戶僅僅只需要在操作平臺上按照提示將你所用的設(shè)備進(jìn)行注冊、登錄，在完成操作后就可以使用全平臺的服務(wù)。它的作用有：專網(wǎng)專號使用，可支持設(shè)備海量接入；可實(shí)現(xiàn)給不同需求的相同人以及相同需求的不同人提供服務(wù)；更安全地進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲[4];終端設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時監(jiān)控等功能；還可以完成消息分發(fā)、能力輸出以及運(yùn)用算法分析數(shù)據(jù)。2.3系統(tǒng)設(shè)計(jì)的整體架構(gòu)介紹這個系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中的整體系統(tǒng)的框架[5]如圖2.1所示。圖2.1整體的系統(tǒng)框架圖這個系統(tǒng)的步驟介紹：系統(tǒng)啟動后，硬件設(shè)施里的傳感器立刻開始采集周圍環(huán)境里的信息，然后將采集到的信息傳送到云平臺，用戶在登陸平臺后可以自主查看花卉生長環(huán)境的各項(xiàng)參數(shù)。硬件設(shè)備包括了數(shù)據(jù)的感知和數(shù)據(jù)的處理兩個部分；數(shù)據(jù)感知通俗來說就像是人體的器官感受到了外界的一些信息，收集這些信息，并將它發(fā)送回大腦的過程；數(shù)據(jù)的處理是借助云平臺實(shí)現(xiàn)的，在硬件中，這個部分是一個相當(dāng)于是人們身體上大腦的部分的信息處理器，它支配著著整個硬件使之能夠正常運(yùn)行，是硬件中不可或缺的一部分。它用特別的方式將傳感器采集到的物理信息變成了數(shù)字信號。將硬件部分得到的數(shù)據(jù)保存起來，可以作為用戶了解花卉情況的數(shù)據(jù)。網(wǎng)絡(luò)傳輸可以理解為軟硬件之間溝通的橋梁，它的存在讓軟硬件之間實(shí)現(xiàn)了信息交流溝通，其中涉及了許多技術(shù)。其中用戶查看花卉生的長環(huán)境的信息是這個系統(tǒng)中極其關(guān)鍵的一部分，這是直面受眾的部分，通過這一部分，用戶可以簡潔快速的了解花卉生長環(huán)境的各個因素，以及直觀的了解到問題的處理方案。3智能花卉養(yǎng)殖系統(tǒng)中硬件部分3.1Arduino平臺3.1.1Arduino平臺介紹Arduino是一款靈活便攜的、方便上手、同時包含軟硬件部分的開源性的電子平臺，它研發(fā)的時候采用的就是軟硬件結(jié)合的思想，它的硬件部分里基本不需要再次進(jìn)行繪制導(dǎo)線完成模塊和電路板圖；在它的軟件部分中，編寫的代碼基本不涉及寄存器這一級別。它有著類似于Java和C[6]的處理/接線的開發(fā)環(huán)境。在使用Ardino的時候你只用把代碼編寫到它的軟件部分，再通過軟件部分上傳到硬件部分就好了，操作十分的的簡單。3.1.2Arduino開發(fā)板開發(fā)板使用的是以高通芯片為主的芯片，它目前包含6個模擬輸入輸出端口的引腳口和幾個串行狀態(tài)指示燈、6個可以當(dāng)作輸出端口的引腳口、具有復(fù)位的按鈕以及USB端口、還有一個電源插孔。如圖3.1所示，這是一個由中貝斯特官方提供的Arduino開發(fā)板的實(shí)物結(jié)構(gòu)圖。圖3.1Arduino的開發(fā)板結(jié)構(gòu)圖Arduino開發(fā)板利用串口實(shí)現(xiàn)通信的。開發(fā)板中的USB端口有兩個功效：一個是實(shí)現(xiàn)開發(fā)板與電腦之間的信息交換，另一個是作為開發(fā)板電源。通過這個USB端口，我們便可將代碼上傳到開發(fā)板。3.2傳感器的主要工作原理傳感器是將采集到的物理數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)換成電腦可以識別的數(shù)據(jù)的重要設(shè)備，轉(zhuǎn)換后我們可以通過前端看到更加只管而清晰的數(shù)據(jù)分析。傳感器的作用主要就在于檢測，它把檢測到的信息按照某種方式傳輸出去?，F(xiàn)如今有許多的傳感器，大小、功能各不相同。形象點(diǎn)說，傳感器就像是人們的器官，將感知到的虛的東西以另一種姿態(tài)呈現(xiàn)出來。本設(shè)計(jì)中主要用到溫濕度傳感器、土壤濕度傳感器、光傳感器收集花卉在生長過程中所處的環(huán)境中的各項(xiàng)數(shù)據(jù)。3.2.1溫濕度傳感器的介紹以及工作原理在花草生長的各個階段，其所在環(huán)境的溫濕度起著很大的作用。就像很多植物的種子，只有春天的溫度才能發(fā)芽。適宜的溫度和水分是植物生長的必要因素。這個系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中溫度和濕度是兩個很重要的參數(shù)，所以在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中選擇了復(fù)合型的溫濕度傳感器。這款傳感器在對溫度信息采集的同時，也可以實(shí)現(xiàn)對空氣濕度的信息采集。相比于傳統(tǒng)的傳感器，這款傳感器結(jié)合了溫濕度傳感技術(shù)進(jìn)行信息采集，更加可靠穩(wěn)定。把它和一個8位的單片機(jī)進(jìn)行鏈接；有著性價比高、抗干擾力強(qiáng)、響應(yīng)速度快等諸多的優(yōu)點(diǎn)。他使用單線串行口為主要串口輸出技術(shù)，使得他在系統(tǒng)集成方面有很大優(yōu)勢。如圖3.2是數(shù)字溫濕度傳感器[8]的電路圖，圖3.3是溫濕度傳感器的產(chǎn)品的實(shí)物圖，圖3.4，展示的是溫濕度傳感器的工作原理圖。圖3.2數(shù)字溫濕度傳感器的原理電路圖圖3.3溫濕度傳感器的實(shí)物展示圖3.2.2土壤濕度傳感器的介紹和工作原理養(yǎng)殖植物和教書育人是一樣的都尊尚過猶不及的道理。不同的植物對水分的吸收有不同的極限值。像多肉植物的養(yǎng)殖過程就需要減少澆水量，過多的水分反而會促進(jìn)它的死亡；但是養(yǎng)殖荷花時，就要保證它的根部浸泡在充足的水分里。陸地上生長的植物要控制它的水分，當(dāng)你給一個陸地植物澆了過多的水的時候水分會先滲透進(jìn)土壤里，植物在吸水飽和后就拒絕吸收水分。剩余的水浸在土壤里，使得土壤濕度增大，長時間的處于高濕潤的土壤環(huán)境會使它的根部腐爛。沒有了從土壤中吸取水分和營養(yǎng)的根部。植物會很快枯萎。但是反過來說，如果陸地植物你沒有給他澆夠足夠的水分。它就沒有辦法通過，更不在土壤中吸收生存所需要的水分。當(dāng)發(fā)生了旱災(zāi)或者洪災(zāi)的時候，農(nóng)作物都會面臨大部分減產(chǎn)，適宜的溫濕度是農(nóng)作物生長的必要條件。所以說我們要分清每種植物它所適宜的環(huán)境。在這個系統(tǒng)中我們除了采用溫濕度傳感器之外也采用了一款土壤的溫濕度傳感器。它通過對土壤水分進(jìn)行檢測。反饋出土壤濕度值。讓我們可以得到準(zhǔn)確的土壤濕度數(shù)據(jù)信息。另外我們可以用電動的辦法來提高導(dǎo)電能力。這樣也大大的提高了傳感器的使用壽命。讓他可以在土壤中長期存放，但不生銹。如圖3.5，為這個傳感器的原理電路圖；圖3.6，是55769土壤濕度傳感器實(shí)物展示圖。圖3.5土壤濕度傳感器原理電路圖圖3.6土壤濕度傳感器實(shí)物展示圖此土壤濕度傳感器的探頭采用了電鍍處理，這種工藝可以提高探頭導(dǎo)電性能。如圖3.7圖3.7土壤濕度傳感器結(jié)構(gòu)圖3.3硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)3.3.1Arduino開發(fā)環(huán)境簡介Arduino作為一個靈活便捷的，方便上手、開源的電子平臺，在許多優(yōu)秀開發(fā)人員的共同努力下變得越來越完善和高效。是這個系統(tǒng)中性價比最高的產(chǎn)品。Arduino[9]是開發(fā)板的集成環(huán)境，是一個擁有跨平臺特性的開發(fā)環(huán)境，可以在Windows、MacintoshOSX、Linux系統(tǒng)上運(yùn)行，其他的控制器絕大部分只能在Windows上運(yùn)行。而且，在這一個追源的時代，是完全不收費(fèi)的，由于這些原因，Arduino被越來越多的人接受。在需要使用Ardino的時候，我們只需要找到它的官網(wǎng)，常規(guī)進(jìn)行下載就可以；啟動它的程序會發(fā)現(xiàn)Ardino會自己編寫關(guān)鍵函數(shù)，超級適合不太精通編程的人使用。如圖3.8所示。圖3.8Arduino開發(fā)界面Arduino的軟件界面包括四部分，簡單明了。寫完代碼后進(jìn)行編譯，成功則如圖3.9所示，成功之后將代碼上傳到相匹配的開發(fā)板，成功則如圖3.10所示。圖3.9編譯成功的界面圖3.10上傳成功的界面3.3.2智能化會養(yǎng)殖系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)方案這個系統(tǒng)中中目標(biāo)編程較為簡單，在該代碼中，有三個核心關(guān)鍵的技術(shù)節(jié)點(diǎn)。圖圖3.11硬件系統(tǒng)使用流程圖圖3.12硬件系統(tǒng)的實(shí)體圖PAGE4通信系統(tǒng)的主要設(shè)計(jì)4.1Lora通信技術(shù)的簡介和現(xiàn)狀4.1.1Lora技術(shù)的簡介物聯(lián)網(wǎng)通俗來說就是把物體連接起來形成一個網(wǎng)絡(luò)，人們通過這個網(wǎng)絡(luò)可以對物體下達(dá)一些指令，或者是可以幫助人們更好地生產(chǎn)生活。所以物聯(lián)網(wǎng)概念的提出在快節(jié)奏的如今是順應(yīng)大勢。各國軟、硬件水平的一再提高，讓智能化的產(chǎn)品逐漸滲透進(jìn)我們生活的的方方面面。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展所需要克服的瓶頸是產(chǎn)品的功耗和通信距離。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)剛提出的時候，當(dāng)時國內(nèi)外并沒有可以實(shí)現(xiàn)這個概念的軟硬件。當(dāng)時還只是一個模糊的概念，并沒有一個完整的理論體系。只能使用短距離通信等通信技術(shù)，能量流失嚴(yán)重，使得通信距離上有著很大的限制；相關(guān)產(chǎn)品的續(xù)航能力差使得產(chǎn)品的性價比很低。所以這是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展史上的兩大攔路虎。4.1.2Lora的使用現(xiàn)狀Lora剛一研發(fā)出來就受到了來自不同行業(yè)使用者的肯定和高度認(rèn)同，作為一項(xiàng)新興的技術(shù)，它的研發(fā)無疑是非常成功的。人們同時還肯定了它在實(shí)施方面的創(chuàng)新性。如:智慧醫(yī)療，智能出行等都可以看到它的影子。Lora在國外不斷完善，市場不斷擴(kuò)大，所表現(xiàn)出來的就是對它的大量應(yīng)用。在中國，阿里巴巴的一個分公司實(shí)現(xiàn)了一個RFID物聯(lián)網(wǎng)平臺的布置。與此同時，工業(yè)界也有越來越多的產(chǎn)品以Lora為基礎(chǔ)進(jìn)行生產(chǎn)。如：中央空調(diào)管理系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)等。學(xué)術(shù)界的研究人員對Lora也有著很深的研究，并以此為基礎(chǔ)進(jìn)行了一系列智能化系統(tǒng)的研究和設(shè)計(jì)，并且還在逐步深入。4.2設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)部分4.2.1嵌入式網(wǎng)關(guān)的介紹嵌入式網(wǎng)關(guān)是硬件和服務(wù)器之間交換信息的媒介，所以，啟動數(shù)據(jù)傳輸和實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)是它最基本的功能。在這個系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的過程中，筆記本可以作為嵌入式網(wǎng)關(guān)這個溝通媒介，因?yàn)楣P記本電腦可以聯(lián)網(wǎng)，也可以執(zhí)行Python，它本身又比較容易進(jìn)行結(jié)構(gòu)的調(diào)試和界面開發(fā)。4.2.2智能花卉養(yǎng)殖系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)思路嵌入式網(wǎng)關(guān)主要作用在啟動數(shù)據(jù)傳輸和實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)，沒有傳送代碼的功能，所以在本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，用Python開發(fā)了一個從事數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的代碼。Python語言由于其簡單的語法，豐富的資源，迅速的被人們所接受。在這個系統(tǒng)中，嵌入式網(wǎng)關(guān)主要負(fù)責(zé)三個部分：一是讀取傳感器采集到的信息，二是把信息發(fā)送到云平臺并讓它以表格形式進(jìn)行顯示；三是將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存到云數(shù)據(jù)庫，讓使用的人可以輕松訪問。圖4.1是設(shè)計(jì)的流程圖。圖就好像你買東西要先看封面，系統(tǒng)的門面通常由軟件表現(xiàn)出來，一個軟件設(shè)計(jì)的好與不好，直接影響著使用者的體驗(yàn)，只有客戶用著好，才能繼續(xù)使用甚至是代為推廣。但是，軟件的設(shè)計(jì)也要考慮到大多數(shù)用戶使用的設(shè)備是否可以運(yùn)行該軟件。如果你開發(fā)一款版本高的大多數(shù)用戶都不能使用的軟件，那么它就失去了市場競爭力，也會讓用戶有個糟糕的體驗(yàn)。為了讓用戶有好的體驗(yàn)，應(yīng)該開發(fā)的是更適合主流的軟件系統(tǒng)。所以，微信小程序、手機(jī)軟件以及網(wǎng)頁都是開發(fā)的方向。5軟件系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)5.1軟件系統(tǒng)所涉及的技術(shù)5.1.1HTML5的技術(shù)簡介HTML5草案是在2004年由網(wǎng)頁超文本應(yīng)用技術(shù)工作小組提出的。在三年后，W3C的認(rèn)可了HTML5草案，并成立了新的HTML團(tuán)隊(duì)。和以前的版本比較，并沒有很大的變化，如：在瀏覽的兼容方面做了較大的優(yōu)化目前，很多網(wǎng)頁平臺都支持HTML5的技術(shù)。5.1.2介紹JavaScript技術(shù)JavaScript[10]是一門高級的、多范式、解釋型的編程語言。它是為了解決表單驗(yàn)證而被研發(fā)的。但是，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，JavaScript開發(fā)出了其他的功能，而不僅僅是用于表單驗(yàn)證了。5.2設(shè)計(jì)搭建服務(wù)器5.2.1服務(wù)器的環(huán)境搭建在這個系統(tǒng)中，使用的人可先在官網(wǎng)上找到所需要的軟件的下載地址，點(diǎn)擊下載后按照系統(tǒng)提示完成安裝，緊接著，打開軟件，檢查下載下來的軟件是不是搭建服務(wù)器環(huán)境所需要的的版本。完成這些之后，就可以直接開始編寫所要用到的代碼，直接開始搭建服務(wù)器的環(huán)境。完成node和sails軟件的安裝以及檢查能否運(yùn)行后，就可以放手進(jìn)行服務(wù)器環(huán)境的創(chuàng)建，完成系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路。當(dāng)服務(wù)器的環(huán)境編寫完畢后，就可以著手啟動服務(wù)器了。圖5.1、5.2是兩個軟件的安裝成功的顯示，圖5.3是表示搭建的服務(wù)器啟動成功了。圖5.1node安裝成功的界面圖5.2sails安裝成功的界面圖5.3服務(wù)器成功啟動的界面5.2.2數(shù)據(jù)庫中傳感器信息存儲表的設(shè)計(jì)在這個系統(tǒng)中，所有的傳感器都有自己專門的信息存儲的表格，讓它們檢測到的信息在數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行保存。表5-1土壤濕度監(jiān)測數(shù)據(jù)表編號字段名字段類型字段說明備注1idintRecordnumberPrimarykey,automaticgrowth2SoilvaluedoubleSoilmoisture3TimeDateVarchar(255)Acquisitiontime表5-2空氣溫度監(jiān)測數(shù)據(jù)表編號字段名字段類型字段說明備注1idintRecordnumberPrimarykey,automaticgrowth2TempvaluedoubleAirtemperature3TimeDateVarchar(255)Acquisitiontime這個系統(tǒng)當(dāng)中包含的表的結(jié)構(gòu)都比較簡單，傳感器采集到信息后，將信息與采集時間一同上傳到上一級，所以網(wǎng)關(guān)中顯示的時間是傳感器采集到該信息的時間。把傳感器每次傳送到網(wǎng)關(guān)的信息收錄到數(shù)據(jù)庫中，將會作為以后對花卉情況進(jìn)行分析的依據(jù)。圖5.4是傳感器采集到的信息和時間在數(shù)據(jù)庫中的顯示。圖5.4mysql中傳感器收集到的數(shù)據(jù)及對應(yīng)的時間5.3系統(tǒng)客戶端的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)5.3.1系統(tǒng)的客戶端介紹部分隨著技術(shù)的飛速發(fā)展，多極化的出現(xiàn)是一個必然的趨勢，相對應(yīng)智能產(chǎn)品和用戶端也在逐漸走向多極化，人們會傾向于選擇更為方便的產(chǎn)品。選擇終端移動平臺，將會有更大的市場，即更容易被人們所接受。所以，本論文設(shè)計(jì)選擇了微信小程序以及電腦網(wǎng)頁版進(jìn)行開發(fā)設(shè)計(jì)。不同平臺開發(fā)出的客戶端，功能也有所不同，但是都有著自己的亮點(diǎn)。小程序的優(yōu)點(diǎn)在于可以獲取傳感器采集到的信息的記錄并以容易理解的方式展示出來。電腦網(wǎng)頁版則可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時監(jiān)測，并表示出來。如圖5.5是微程序所顯示數(shù)據(jù)的界面，5.6是web網(wǎng)頁顯示數(shù)據(jù)的界面。圖5.5微信小程序客戶端圖5.6OneNETweb端5.3.2基于微信小程序的平臺設(shè)計(jì)微程序的開發(fā)過程需要一個程序密鑰，為了獲得這個程序密鑰，需要先進(jìn)行實(shí)名認(rèn)證。完成實(shí)名認(rèn)證后在官網(wǎng)上尋找、下載開發(fā)工具，按提示進(jìn)行安裝。5.7，是用戶使用微信小程序的操作流程圖。圖5.7微信小程序的操作流程5.3.3基于OneNET云平臺的設(shè)計(jì)借助中國移動的OneNET平臺可以幫助開發(fā)者們更快更有效的完成產(chǎn)品的開發(fā)。本設(shè)計(jì)。OneNET這個平臺對于廣大使用者異常友好，可以將上傳到平臺的數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)換為用文本、圖表和儀表盤等進(jìn)行顯示。6系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)6.1前端部分6.1.1首頁設(shè)計(jì)首頁是一個網(wǎng)站的門面，所有的功能模塊的起始點(diǎn)都在主頁面。它要體現(xiàn)出設(shè)計(jì)效果該程序的主題，要涉及到該程序所含的所有模塊，即有該系統(tǒng)各個分支部分的入口。各個入口之間的排版應(yīng)該合理，網(wǎng)頁頂頭用網(wǎng)上花店配合圖案設(shè)計(jì)明確突出網(wǎng)站主題，下設(shè)一行按鈕首頁、新品、查看訂單等，再往下左側(cè)部分上部為用戶登陸注冊區(qū)，下面是花房公告區(qū)域，可以通過點(diǎn)擊查看該網(wǎng)上花店的公告。右側(cè)部分為通知區(qū)域，展示上新產(chǎn)品或花店活動公告。同時只有登陸后才能瀏覽花卉的具體信息以及進(jìn)行加入購物車、購買/查看訂單等操作。如圖6.1、6.2所示。圖6.1首頁設(shè)計(jì)效果圖圖6.2首頁設(shè)計(jì)運(yùn)行圖6.1.2賬號功能設(shè)計(jì)利用action后面跟著的屬性映射到MemberActions來調(diào)用相應(yīng)的方法來完成操作。用戶可以通過輸入正確的用戶名和對應(yīng)密碼的操作從首頁的登錄窗口進(jìn)行登錄。沒有該店賬號的用戶則需要點(diǎn)擊注冊按鈕，根據(jù)網(wǎng)頁提示進(jìn)行填寫信息、設(shè)置密碼并提交后等待審核通過一系列操作得到屬于自己的賬號密碼，然后返回首頁填寫正確的用戶名和密碼進(jìn)行登錄。當(dāng)用戶登錄成功后，便可以查看自己以前在本網(wǎng)站消費(fèi)的所有記錄。用戶成功登錄后可對自己后臺存儲的信息、支付密碼等進(jìn)行修改，修改之后提交到后臺就可以更新自己的信息。修改完成后登錄模塊的設(shè)計(jì)效果和登錄模塊的運(yùn)行效果如圖6.3、6.4：圖6.3登錄模塊設(shè)計(jì)的效果圖圖6.4登錄模塊的運(yùn)行效果圖6.1.3瀏覽功能設(shè)計(jì)同賬戶操作一樣，瀏覽功能只是對商品（鮮花）的其中一種最簡單的操作。在瀏覽的過程中，我們可以看到商品的圖片、名稱、單價以及商品的一些詳細(xì)信息，通過調(diào)用GoodsActions中的方法來完成。商品詳情設(shè)計(jì)效果和商品瀏覽運(yùn)行效果分別如圖6.5和圖6.6所示：圖6.5商品詳情設(shè)計(jì)效果圖圖6.6商品瀏覽運(yùn)行效果圖6.1.4訂單功能設(shè)計(jì)同理可知道訂單對應(yīng)的OrderActions來處理所有與訂單有關(guān)的操作。查詢自己以前的訂單。下單時可以將看好的商品先加入購物車，最后再統(tǒng)一付款，也可以把一些過后不太喜歡的從購物車中清除。同時，在付款前用戶也可以申請撤銷訂單，用戶可以購物車設(shè)計(jì)效果和購物車運(yùn)行效果分別如圖6.7和圖6.8所示：圖6.7購物車設(shè)計(jì)效果圖：圖6.8購物車運(yùn)行效果圖6.2后臺部分設(shè)計(jì)6.2.1管理員后臺登錄管理員通過正確的用戶名和密碼登陸到后臺系統(tǒng)。管理者成功登陸后臺系統(tǒng)后，擁有對商品信息、會員信息、接收到的訂單和店鋪的公告等進(jìn)行管理的權(quán)限。也可以修改自己管理員賬號的基本信息。管理員登錄設(shè)計(jì)效果和管理員登錄運(yùn)行效果分別如圖6.9和圖6.10所示：圖6.9管理員登錄設(shè)計(jì)效果圖圖6.10管理員登錄運(yùn)行效果圖6.2.2商品（花卉）管理管理員成功登錄后在系統(tǒng)上可以對商品的信息進(jìn)行管理。如：是否參與特價活動或是一些節(jié)日活動的優(yōu)惠。同時，管理員也要監(jiān)測好商品的庫存以及信息是否填寫錯誤，商品管理設(shè)計(jì)效果和商品管理運(yùn)行效果分別如圖6.11和圖6.12所示：圖6.11商品管理設(shè)計(jì)效果圖圖6.12商品管理運(yùn)行效果圖6.2.3用戶會員管理管理員成功登錄后有對用戶會員進(jìn)行管理的權(quán)限。如：可以查看會員的基本信息、會員等級等，同時，管理員可以添加或是刪除會員，也可以修改會員信息，更迭會員等級等，但要遵循一定的規(guī)章制度。會員管理設(shè)計(jì)效果和會員管理運(yùn)行效果分別如圖6.13和圖6.14所示：圖6.13會員管理設(shè)計(jì)效果圖圖6.14會員管理運(yùn)行效果圖6.2.4后臺管理員管理在管理員使用正確的用戶名和密碼登錄后臺系統(tǒng)時，可以看到管理員的賬號、姓名、編號等基本信息?？梢蕴砑?、刪除管理員或者是修改管理員的信息。管理員管理設(shè)計(jì)效果和管理員管理運(yùn)行效果分別如圖6.15和圖6.16所示：圖6.15管理員管理設(shè)計(jì)效果圖圖6.16管理員管理運(yùn)行效果圖6.2.5訂單管理在后臺進(jìn)行訂單管理時，可以看到訂單的編號，定貨人的真實(shí)姓名，下單的時間以及是否進(jìn)行了其它的操作。當(dāng)然，管理員也可以查閱到訂單的詳細(xì)信息。訂單管理設(shè)計(jì)效果和訂單管理運(yùn)行效果分別如圖6.17和圖6.18所示：圖6.17訂單管理設(shè)計(jì)效果圖圖6.18訂單管理運(yùn)行效果圖7測試與維護(hù)7.1測試的目標(biāo)測試的目的是為了發(fā)現(xiàn)程序中的錯誤，看網(wǎng)站是否能正常運(yùn)行，以及能否達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)。7.2測試方案測試方案的設(shè)計(jì)是此階段的重要技術(shù)問題。測試方案的目的以及意義就在于發(fā)現(xiàn)錯誤，所以要用可能會或者說是高概率發(fā)生錯誤的部分進(jìn)行測試。7.3測試過程這里選用用戶登陸后臺部分對模塊測試進(jìn)行描述如表7-1所示：表7-1用戶登陸測試表測試目的測試步驟舉例說明預(yù)期結(jié)果實(shí)際結(jié)果結(jié)論測試使用錯誤的方法能否成功登錄賬號用戶使用正確密碼登錄已存在賬號賬號：123456密碼：098765窗口提示“登陸成功”進(jìn)入首頁窗口提示“登陸成功”，進(jìn)入首頁實(shí)際結(jié)果與預(yù)期結(jié)果一致，測試成功用戶使用錯誤密碼登錄已存在賬號賬號：123456密碼：345678窗口提示“用戶名或密碼錯誤！”，回到登錄界面窗口提示“用戶名或密碼錯誤！”，回到登錄界面實(shí)際結(jié)果與預(yù)期結(jié)果一致，測試成功用戶使用正確密碼登錄不存在賬號賬號：234567密碼：098765窗口提示“用戶名或密碼錯誤！”，回到登錄界面窗口提示“用戶名或密碼錯誤！”，跳轉(zhuǎn)返回登錄界面實(shí)際結(jié)果與預(yù)期結(jié)果一致，測試成功用戶使