第 1 章绪论
1.1 研究目的及意义
我国自古以来便是一个人口大国，农业生产一直都是我国国民赖以生活的方式[1]。近年来我国人民生活水平在不断提高，人们对高品质果蔬、花卉和其他时节作物的需要也越来越高。我国虽地大物博但是可用作的耕地的面积很少，因此在我国农业上越来越多的使用温室大棚种植各种反季节作物[2]。温室大棚的使用不仅可以摆脱自然气候对作物的束缚，提高作物的产量，解决地域、气候环境对作物生长的制约问题，并且提高水、土壤等紧缺资源的利用率。
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1.2 国内外发展现状
近些年温室大棚种植技术在国外发展非常迅速[16]。例如以澳大利亚为首的发达国家使用智能监控设备对温室内的环境信息进行采集，使用自动化的管理技术有效的提高温室种植能力。但是该国的温室大棚使用较为单一的监控模式，光强、CO2浓度等环境参数的监控模块是独立运行的，并不能提供高效、稳定的一体化温室大棚环境信息监控系统。美国在大型温室种植技术方向一直处于世界领先位置。全世界最早的温室大棚自动滴灌系统就出现在美国，并且已经问世三十多年，该系统中应用了大量温度、湿度控制设备。
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第 2 章系统总体方案设计
2.1 监控系统总体方案设计
针对系统所要实现的功能，确定本系统由上位机和下位机两部分组成。上位机由服务器、电脑或手机终端组成；下位机由主控处理模块、ZigBee 无线网络模块、摄像头模块、CDMA 无线通信模块、通风控制部分、警报、风机等几部分组成。蔬菜大棚内的环境参数信息通过 ZigBee 发送给监控系统的主控处理模块，主控处理模块对数据进行分析和存储后，再通过无线通信模块将数据传输到服务器端，然后用户便可以通过互联网或手机实时监控蔬菜大棚内的环境情况。本蔬菜大棚远程监控系统不但能对下位机进行单独使用，还能通过上位机对下位机实行远程实时监控。这样的设计不仅可以实现远程对蔬菜大棚的实时监控，又可以保证用户接收实时数据的稳定性、可靠性。
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2.2 上位机设计方案确定
操作系统自诞生起已有 50 年的历史，现今操作系统的功能越来越强大，性能也得到了很大的提高。本文选用 Linux 操作系统[23]作为上位机服务器端的软件开发平台，主要考虑到以下原因：在多 CPU 的环境下，Linux 内核能够实现多任务并发处理；Linux 操作系统运行稳定、功能强大，不仅实现了Unix 操作系统的全部功能，还提供了更为丰富的应用软件；Linux 属于开源的软件，开发人员不用支付任何费用便可以使用操作系统，用户甚至可以根据自身需求对内核进行重新编译来打造满足用户需求的操作系统。上位机服务器端的蔬菜大棚远程监控系统 APP 选择 C++语言进行编写，C++语言是在 C 语言的基础上进行开发的，它是一种面向对象的编程语言，应用十分广泛。考虑到蔬菜大棚远程监控系统开发的高效性和复杂性，最终确定采用 C++言语进行上位机监控系统软件的编写。
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第 3 章系统硬件部分实现...............14
3.1 通风控制部分电路设计...............14
3.2 受主控处理模块控制的其余相关电路设计...............16
第 4 章系统软件部分实现...............22
4.1 高并发服务器模型设计与实现...............22
4.2 下位机开发平台设计与实现..............29
第 5 章系统测试................37
5.1 高并发服务器模型测试 ...............37
5.2 监控系统整体测试...............38
第 5 章系统测试
5.1 高并发服务器模型测试
左侧的为 select+多线程的网络模型测试结果，右侧的为 epoll+线程池的测试结果。从测试结果中可以清晰的看到，每个客户端在任务队列中的平均等待时间从传统服务器模型的 317ms 降低到了改进服务器模型的 12ms。产生这个结果的原因是，传统的 select+多线程网络模型只能支持 1000 左右的并发数，当并发量级达到万级的时候，就需要操作系统循环的对客户端的数据请求进行响应，这就大大地影响了服务器的并发效率。从而可以说明，本文建立的服务器模型对处理大量数据时能够有效的提高服务器的并发性能，能够保证服务器对大并发连接数的蔬菜大棚采集信息的高性能处理。
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5.2 监控系统整体测试
为保障本文的远程监控系统功能的实现，通过 MFC 类库设计了蔬菜大棚远程监控系统 APP，在对上位机高并发服务器模型的搭建和下位机各模块的调试后，进行了系统整体的功能测试。进入蔬菜大棚远程监控系统后，输入账户信息，点击“登录”按键，显示效果如图 5-2 所示，此时系统将用户输入内容与远程服务器存储信息进行比较后返回验证结果。如果输入的信息是正确的，则成功进入到监控系统界面；如果输入的信息有错误，则会出现相应话术，用户可根据话术重新输入信息。
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结论
本文详细阐述了大并发连接数的蔬菜大棚远程监控系统的设计实现方法，对各模块硬件电路和软件编程进行了设计与调试，并对高并发服务器性能做了对比测试，对整个系统进行了上、下位机的通信功能测试，测试结果表明系统性能可靠、稳定，能高效的处理大并发连接数的蔬菜大棚环境参数信息数据，满足了设计的要求，实现了对蔬菜大棚的远程自动化控制，提高了系统的执行效率，可以很好的应用在现代农业大棚监控系统中，会对现代农业的发展产生深远的影响。本论文主要完成了以下几个方面的工作：1.针对市场上现有蔬菜大棚监控系统存在的不足，结合用户的需求，确定了系统采用上位机和下位机结合的方法，完成了大并发连接数的蔬菜大棚远程监控系统总体方案的设计。
参考文献（略）
