基于安卓的野外分布式监测系统分中心的实现

摘要

获取第一手基础数据是野外监测寒旱区相关研究工作的基础，可以为研究环境、气候变化及自然灾害提供数据支持。对冻土的实时监测可以获知冻土参数变化信息，为进一步冻土研究提供数据支持，这对冻土特性相关信息研究工作具有重大意义。针对野外监测区域点多面广、地理环境的特殊性，采用布线方法实现比较困难，本文提出一套基于Android平台的分布式监测系统来实时监测野外环境变化信息。
　　针对野外恶劣环境的特殊应用，本文基于Android平台运用无线传感网络技术和不同感应终端设备完成对监测区域内环境信息的自动监测，并及时上报远程监控中心实现对监测区域的远程监控，大大减轻野外环境监测难度，降低了系统的复杂性。如何在Android分中心平台上实现底层无线传感网络到远程服务器的网络通信是本系统重要解决的问题。
　　本文基于Android的野外分布式监测系统分中心的实现，对整个分布式监测系统总体结构进行设计，介绍了监测区域和远端监控中心基本功能与构成;分析Android平台作为整个分布式监测系统的分中心，在系统网络通信系统中担任桥梁作用，实现底层无线传感网络蓝牙串口通信，并利用自身丰富的网络资源实现入网，解决了系统网络协议转换及数据透明传输。同时在分中心上实现自身的管理，包括采用NTP时间同步协议实现网络时间统一，格式记录、可视化界面显示及本地XML文件存储。远程上报采用基于TCP的可靠传输方式，FTP文件上传实现与监测中心服务器的交互。完成设计后进行系统测试，主要包括通信功能测试和分中心基本性能测试，不同环境下模拟野外环境完成系统一致性测试、性能测试和稳定性测试，记录分析测试结果，并进行及时校正，提高系统的适应性。
　　本系统利用无线通信方式实现采集信息的传输，整个监测系统设施简便，易于实现，并具有一定的安全性和稳定性。分中心软件在Eclipse-android环境下开发完成，利用Android平台的良好的开源性和移植性，降低了开发成本且提高了本系统的适用性。

目录

摘要

1 绪论

1．1 课题背景及意义

1．2 分布式系统的现状与发展

1．3 Android智能平台简介

1．4 论文组织结构

2 分布式监测系统总体架构设计

2．1 分布式监测系统总体架构

2．2 分中心功能设计

2．3 分中心软件工作流程

2．4 本章小结

3 Android分中心与底层无线传感网络通信设计

3．1 需求分析

3．2 蓝牙

3．2．1 蓝牙的优势

3．2．2 Android分中心蓝牙的基本构架

3．2．3 Android分中心蓝牙的功能

3．2．4 WSN协调节点蓝牙模块

3．3 Android分中心与底层协调节点通信设计

3．4 本章小结

4 Android分中心自身管理

4．1 需求分析

4．2 分中心网络校时

4．2．1 网络时间协议

4．2．2 时间同步

4．3 分中心记录格式

4．3．1 帧格式

4．3．2 分中心本地节点信息

4．4 数据显示

4．5 文件存储

4．6 本章小结

5 Android分中心远程上报

5．1 分中心远程上报方法设计

5．2 传输控制协议TCP

5．2．1 TCP连接建立

5．2．2 TCP连接终止

5．2．3 分中心软件设计

5．3 邮件发送E-mail

5．4 文件传送协议FTP

5．6 本章小结

6 系统测试

6．1 Android开发环境简介

6．1．1 Android SDK简介

6．1．2 Eclipse开发环境简介

6．2 搭建Android开发环境

6．2．1 安装JDK并进行环境变量的配置

6．2．2 Eclipse的安装

6．2．3 SDK和ADT的安装和配置

6．3 搭建测试平台

6．4 测试结果

6．4．1 分中心初始化配置

6．4．2 分中心通信功能测试

6．4．3 特殊环境应用测试

6．5 本章小结

7 总结和展望

7．1 结论

7．2 展望

参考文献

硕士学位期间发表的论文

致谢

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