网络式温湿度监控系统研究
2．2 检测数据存储方案
当温湿度检测控制模块没有与控制主机联机时，需要保存检测数据，以备检查。因此该系统选用存储容量为16 Mb的SST25VF016B，它属于NAND型非易失性闪速存储器。该存储器具有速度快、成本低、密度大的特点，广泛应用于传感器测量系统，其读／写操作是以字节为单位，而擦除操作则以块为单位进行操作，读、写和擦除操作均通过命令完成；不能字节擦除，在每次改写操作之前需要先擦除一整块；每一块的擦除次数有限，为10万次左右。根据系统存储数据类型的需要，将Flash分为2部分：一部分(2块，每块32 kh)存储该控制块的系统信息，包括编号、温度校正信息、湿度校正信息、湿度控制范围等；另一部分(62块，每块32 kb)存储实时的温度测量结果，包括测量时间、温度、湿度，以及该记录是否上传。Fhash擦、写的控制算法为：开机时，系统读取系统信息，获得各种控制参数；然后找出上一次温湿度记录的存储最后位置及每块的使用情况，继续写入新的测量信息。当前记录块写满以后，在系统信息中更新块使用情况记录，找一个新的块写入。如果存储信息达到系统容量，选择62块中所存信息最早的块擦除，重新使用。这种设计参考了u-cos文件管理系统，但由于传感器测量记录的长度是固定的，简化了每条记录的读写算法。
2．3 湿度控制算法
对于温湿度的监测和控制，如果仅通过简单的反馈控制(即湿度高于设定值，吸湿装置吸收潮气，饱和后将向外排放潮气，如此反复来达到湿度的控制)很难达到理想的控制，原因是温度控制器件和吸湿装置的工作曲线通常都是非线性的，这种非线性使得控制时间的推算变得不确定。经过反复研究、实验，本文在温湿度检测控制系统中使用了模糊控制的方法获得较好的效果。即根据监控节点内一段时间内温湿度测量值，得到吸湿装置和温度控制装置能力的模糊估计(分为5类：强、较强、中、较弱、弱)，并根据湿度和设定范围的差值，得到目前湿度值的模糊估计(远大于，接近，范围以内，低于，远低于)，然后根据设定的模糊控制规则控制外部各个固态继电器动作，以达到温湿度的良好控制。
2．4 网络接口实现
温湿度检测控制模块与中央服务器的网络连接通过Conextop公司的NePort网络串口转换模块实现，其体积约为两个标准RJ45插座，拥有10 M／100 M的以太网接口，并可同时传送TCP／UDP包给多个数据接收设备，提供1～2个高速串口，波特率可达921 600 b／s。MCU通过标准串口同NePort连接，NePort通过路由器与中央服务器相连。每个温湿度监控系统都有唯一的系统编码，通过一定的命令格式与中央服务器连接。主要的功能包括：每隔5 s上传温湿度测量信息；每天同步温湿度监控系统时钟和服务器时钟；通过网络设置温湿度校正信息和湿度控制信息等。
3 网络监控系统的设计
3．1 中央服务器
中央服务器架设有IIS信息服务器和SQL数据库服务器，用ASP．net语言实现了 B／S结构的温湿度监控系统和网络服务。B／S结构的优势在于系统内任何接入Internet的计算机都能成为监控客户端，并且通过IE浏览器就可以实现监控和管理，不需安装任何软件。实现的主要功能有：对各个温湿度监控系统进行登记管理；将各个温湿度监控系统的温湿度数据存入数据库并能查阅和删除，以及产生历史曲线和生成报表等；通过网页向Internet用户报告实时温湿度测量信息；用户的登记和权限管理等。
3．2 AJAX实现温湿度数据的异步传输
传统的B／S结构中，当用户需要某特定信息时，用户通过浏览器向服务器发送请求(例如点击某项链接)，服务器将此链接指向的网页发送至用户端浏览器，此过程必须有用户的参与。对于传感器网络监控系统，传感器测量数据实时更新，只能由服务器端自动定时将新数据发送至浏览器，而不能采用点击更新的方法；此外，传统的网页传输过程，是将某网页内容完全由服务器传送至客户端浏览器，但是传感器的网络监控页面每次更新的仅仅是部分测量新数据，而监控背景画面和各台机器的参数信息都是固定的。如果采用传统的同步更新方法会有大量重复内容被传输，降低了系统的响应速度。本系统选用了AJAX技术克服了这些问题。
AJAX技术使用了一种异步更新方案，在这种数据传输方案中允许浏览器可以更新网页中的部分信息。而每次只需更新传感器测量信息，减轻了网络通信负担，实现了快速刷新。AJAX的工作原理相当于在用户和服务器之间加了一个中间层，使用户操作与服务器响应异步化。这样把以前的一些服务器负担的工作转嫁到客户端，利于客户端闲置的处理能力来处理，减轻服务器和带宽的负担，从而达到节约带宽的目的。
本系统在实施温湿度监控的页面上用传统的HTMLl静态页面绘制出监控背景，各个温湿度监控节点的参数等静态内容，后台则用JavaSc-ript来创建XMLHttpRequest类向服务器定期发送一个HTTP请求，要求传输当前温湿度的测量结果。服务器收到该请求后通过一个网络服务(Web Service)获得各个传感器的测量信息，并将结果返回至请求的页面，网络传输的仅仅是需要更新的测量数据，因此响应速度很快，不需用户参与。
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