网络式温湿度监控系统研究

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。

3．3 VML实现温湿度数据显示

当浏览器接收到服务器端回传的测量数据后必须以清晰、友好的界面显示。为了减轻服务器负担，应该避免在服务器端绘制图表(传统的ASP．NET图表实现方法)而应在浏览器端实现。实现的方案也较多，比如ActiveX、Java applet、SVG、VML等。ActiveX和Java applet是在网页上插入二进制形式的组件实现动态、交互式的多媒体网页，但是二进制形式的代码对浏览器端是一个安全威胁，因此一般的ActiveX或 Java applet需要经过数字签名才能被用户接受；此外微软操作系统的版本改变也会影响对ActiveX和Java applet的支持。而SVG和VML则是通过特定的脚本语言实现在浏览器端的作图，其代码对客户端是开放的，因此不存在安全问题。SVG需要浏览器安装相应的插件才能工作，而VML得到目前主流浏览器IE的支持不需要任何安装，因此本系统选取VML的实现方案。VML(Vector Markup Language)是一种用矢量描述图形的语言，其图形可以任意放大缩小而不损失质量，在VML里面，标记使用的是XML扩展。结合Javascript 脚本语言，VML可以动态显示图形。VML避免了由第三方提供数字签名，也不需要安装IE新插件，实现结果如图3和图4所示。图3是将各节点上传的温湿度测量值绘成的曲线图，客户可以一目了然地了解每个节点在一段时间内的温湿度变化情况。图4是动态更新的同时显示多节点的实时温湿度测量值。

4 结束语

本文主要介绍了一种新型的基于网络的温湿度监控传输系统的研制，其创新的技术特点体现在：通过采用高性能的温湿度测量器件达到了更高的测量精度；采用模糊控制技术进行湿度调控，减少了系统的状态切换，控制效果好；Flash文件存储方案，完成了测量数据的保存、擦除。此外，网络监控方案采用了AJAX技术，实现了传感器测量数据的异步传输，提高了系统的响应速度；并采用了VML实现了测量数据的动态显示。这种方案也可以推广应用于其他传感器的网络监控系统。