0引言
随着科学技术的高速发展，物联网已成为当前 世界经济和科技发展的战略制高点之一，发展物联 网对于促进经济发展和社会进步具有重要的现实 意义，物联网技术已经迅速深入到人们日常生活的 各个领域。目前国外，在农业生态环境监测领域， 美国、法国和日本等一些发达国家主要综合运用高 科技手段构建先进农业生态环境监测网络，通过先 进的传感器感知技术、数据融合传输技术以及互联 网技术建立覆盖全国的农业信息化平台，实现了对 农业生态环境的自动监测，保证农业生态环境的可 持续发展。例如，美国已形成了生态环境信息采集 -信息传输处理-信息发布的分层体系结构。法国利 用通信卫星技术对灾害性天气进行预报，对病虫害 进行测报。而在水质环境测量方面，水产养殖对环 境有着非常高的要求，这对水质监控的实时信息反 馈提出了很高的要求，国外的自动监控设备测量精
1 系统方案设计
系统主要分为底层模块（水质参数实时监测， 控制模块），服务器，本地现场监控，远程监控以 及 Android 手机客户端等模块。系统架构图如图 1 所示。
为了解决系统的野外供电问题，系统采用太阳 能供电方式对底层监测模块进行供电。设计选用了 SOC 系统芯片 CC2430，模块主要负责 pH 值、温 度、水位、溶解氧等环境参数的实时采集，采用 ZigBee 协议[9-10]，将采集到的数据通过无线收发模 块发送，同时接收来自服务器的控制命令；溶解氧 传感器采用 DO-952 型溶解氧电极，pH 值传感器采 用上海雷磁公司生产的 E-201-C 型 pH 复合电极。
SOCKET（套接字）是一种抽象层，应用程序通过 它来发送和接收数据。使用 SOCKET 可以将应用程 序添加到网络中，并与处于同一网络中的其他应用 程序进行通信。一台计算机上的应用程序向 SOCKET 写入的信息能够被另一台计算机上的另 一个应用程序读取，反之亦然。根据不同的底层协 议实现，也会很多种不同的 SOCKET，本系统选用 基于 TCP/IP 协议的 SOCKET 通信方式。为了提高 系统的通信效率，将 SOCKET 通信的接收部分在独 立的线程 Thread 中执行，以保证系统的快速反应性 能。
长荡湖实验基地系统的实际调试，各项指标均达到要求，温度测量精度达到 0.5℃，pH 值测量精度达到 0.3，溶解
氧的控制精度在±0.3 mg/L 以内，水位波动控制在平均±1 cm 左右，能够满足水产养殖的需要。
关键词：水产养殖，远程监控，传感器，物联网，Android
doi：10.3969/j.issn.1002-6819.2013.13.023
在数据库首次创建时执行创建数据库方法，如 果数据库存在则自动打开数据库，然后创建数据表 格，在 onCreate 方法中查询如果表格不存在则调用 方法创建表格，在本设计中要创建 2 个表，一个用 来 管 理 通 信 参 数 ， 命 名 为 ip_sevice ， 参 数 ip varchar(20)，port varchar(10)，另外一个用来管理环 境参数，命名为 fish_csjc，参数为 wd varchar(20)， ph varchar(20)，sw varchar(20)，rjy varchar(20)。
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农业工程学报
2013 年
服务器模块主要用于接收数据并通过无线网与 Android 手机客户端进行网络通信[7]；Android 手机
客户端主要完成同服务器的数据交互，以及自身的 数据库管理、网络通信等功能。
图 1 系统总体设计图 Fig.1 Whole layout of system
2 Android 客户端设计
第 29 卷 第 13 期 2013 年 7 月
农业工程学报 Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering
Vol.29 No.13 Jul. 2013 175
基于物联网 Android 平台的水产养殖远程监控系统
李 慧 1,2，刘星桥 1，李 景 2，陆晓嵩 1，宦 娟 1
度、水位、pH 值、溶氧度）清空，同时采用防止 文件自动覆盖技术，即读取系统当前的时间（年、 日、月、时、分、秒单位），提炼出关键信息作为 保存文件的文件名，这样不同时刻保存的文件名称 都有所不同，区别传统的系统设计，保存不需提示 用户输入文件名称，用户只需要记住保存的时间即 可。
系统采用的 SQLite 数据库是 D.Richard Hipp 采 用 C 语言编写的开源嵌入式数据库，是一种与操作 系统无关的 SQL 数据库，具有系统开销小，检索效 率高的特性，嵌入式数据库无须独立运行的数据库 引擎，它是由程序直接调用相应的 API 去实现对数 据的存取操作。嵌入式数据库是一种具备了基本数 据库特性的数据文件。嵌入式数据库与其他数据库 产品的区别是，嵌入式数据库是程序驱动式, 而其 它数据库是引擎响应式。嵌入式数据库的一个很重 要的特点是体积非常小，同时，很多嵌入式数据库 在性能上也优于其他数据库，所以在高性能的应用 上也常见嵌入式数据库。
图 2 Android 客户端架构图 Fig.2 Android framework of client
图 3 1 号鱼塘主控制界面 Fig.3 Main control interface of 1# pound
2.3 客户端主流程设计 Android 手机客户端系统测试采用联想 A288t
手机，Android2.3.5 版本，内核 2.6.35.7。开发环境
第 13 期
李 慧等：基于物联网 Android 平台的水产养殖远程监控系统
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为 AndroidSDK+JAVA JDK6+Eclipse3.5，服务器可 以同时与多个手机客户端进行通信，为每个客户端 分配 1 个端口号，用户登录进入系统之后首先从数 据库中获取服务器的 IP 地址和通信端口号，然后启 动接收 1 组环境参数，并赋值给各个鱼塘监控画面， 1 号鱼塘的具体实现流程如图 4。
2.1 Android 客户端架构 Android 是 Google 开发的基于 Linux 平台的开
源手机操作系统。它包括操作系统、用户界面和应 用程序[11]。本系统采用客户机/服务器模式，服务器 部分采用 VB 结合 SQL 以及 SOCKET 编程实现， 客户机部分采用 Android JAVA 开发，利用自身数 据库 SQLite 实现数据存储，结合 SOCKET 完成网 络通信。最终编译之后打包生成 APK 文件[12]，在 Android 手机上可以直接安装，相比传统的水产养 殖无线监控系统，本设计不受时间、地域、环境、 距离等因数限制，在用户手机上设计控制界面，操 作方便灵活，具体架构图如图 2 所示。
中图分类号：TP273,S24
文献标志码：A
文章编号：1002-6819(2013)-13-0175-07
ห้องสมุดไป่ตู้
李 慧，刘星桥，李 景，等. 基于物联网 Android 平台的水产养殖远程监控系统[J]. 农业工程学报，2013，29(13)： 175－181. Li Hui, Liu Xingqiao, Li Jing, et al. Aquiculture remote monitoring system based on IOT Android platform[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2013, 29(13): 175－181. (in Chinese with English abstract)
（1. 江苏大学电气信息工程学院，镇江 212013；2. 淮阴工学院电子与电气工程学院，淮安 223001）
摘 要：为了促进江苏省智能农业的发展，该文开发了一种基于物联网 Android 平台的水产养殖远程监控系统，
实现了对多传感器节点的信息（pH 值、温度、水位、溶解氧等环境参数）远程采集和数据存储功能，实现了对多
在本系统设计中 2 处用到数据库，即在参数设 置以及数据存取模块中。在参数设置模块中，为了 提高系统的操作人性化，用户可以手动设置通信地 址和端口，添加到数据库中，一次设置可以永久保 存，在下次通信时系统自动搜索数据库，取出通信 参数和远程服务器进行通信，如果服务器地址发生 变化，只需要修改客户端的通信数据库中的通信参 数即可。在数据存取模块中，实现了对远程服务器 传送来的水质环境参数进行数据存储，更新以及实 时的查询记录功能，同时考虑到手机自带的 SQLite 数据库容量有限，系统可以将数据库中全部信息以 文本方式保存到用户的 SD 卡上，为了防止重复读 取数据库，在每次保存 TXT 之后将环境数据（温
Android 操纵 SQLite 数据库，与传统的高级语 言类似，采用 SQL 语句来完成数据的新增、修改等 操作，对新增记录采用 insert 语句，修改记录用 update 语句，删除用 delet 语句。在系统查询中采用 通过访问 Cursor 游标下标的方法来获得其中数据。
2.5 通信模块设计 通信模块主要采用 SOCKET 通信方式[18]，
2.2 客户端界面设计 Android 系统采用脚本语言完成界面设计，本
系统主要包含登录界面，主功能界面，参数设置以 及若干鱼塘的主控制界面，在主功能界面中可以点 击进入各级主控制界面，1 号鱼塘的主控制界面如 图 3。在该控制界面实时接收 1 号鱼塘的温度、pH 值、水位、溶氧度等环境参数并显示，同时底层控 制[13]将电机的实时工作状态发送给手机，在主控界 面上通过灯泡的亮灭来表示，用户还可以通过点击 3 个 imagebutton 控件（3 个灯泡）来向底层控制模 块远程发送控制命令，控制增氧机、排水泵、补水 泵的启动和关闭，灯泡点亮代表发送启动电机命 令，灯泡熄灭代表发送停止电机工作命令。
控制节点的远程控制。系统不受时间地域限制，用户可以在任何具备网络覆盖的地方从手机上浏览并获取数据，