Android移动终端应用开发（微课版） 教案 第9章 智能农业移动终端管理系统开发实现

第9章智能农业移动终端管理系统开发实现课时内容智能农业移动终端管理系统开发实现课时8教学目标了解智能农业生产与管理要点。理解智能农业移动终端管理系统设计架构。掌握ZigBee网关通信协议设计方法。掌握Android与硬件设备的通信编程。实现智能农业移动终端管理系统。教学重点系统功能设计与架构ZigBee通信协议设计系统联网功能实现数据采集与设备控制教学难点ZigBee通信协议解析Socket网络编程多线程与Handler在硬件通信中的应用教学设计1.教学思路：介绍智能农业生产与管理系统；设计系统功能和通信协议；通过Android实现系统联网、数据采集与设备控制功能。2.教学手段：多媒体+计算机3.教学资料：教材、多媒体课件教学内容任务9.1认识智能农业生产与管理系统智能农业是现代农业发展的重要方向，本任务介绍智能农业生产与管理系统的基本概念。9.1.1认识气候控制子系统气候控制子系统通过传感器监测空气温度、空气湿度、土壤温度、土壤湿度、光照强度、CO2浓度等环境参数，并根据预设阈值自动控制天窗、内外通风、水帘、水泵等设备，实现温室气候的智能调节。9.1.2认识水肥管理子系统水肥管理子系统通过传感器监测土壤湿度和养分含量，自动控制灌溉和施肥设备，实现精准的水肥管理，提高资源利用效率。任务9.2设计智能农业移动终端管理系统本任务设计智能农业移动终端管理系统的整体架构和通信协议。9.2.1设计系统功能框图系统功能包括：环境参数监测（空气温湿度、土壤温湿度、光照、CO2）、设备控制（天窗、内外通风、水帘、水泵）、智能控制（根据阈值自动控制设备）、数据展示和系统设置。9.2.2设计系统拓扑系统拓扑结构：传感器/设备→ZigBee节点→ZigBee协调器（网关）→WiFi路由器→手机App。手机App通过Socket与ZigBee网关通信，网关通过ZigBee协议与各节点通信。9.2.3设计手机App与ZigBee网关通信协议通信协议采用十六进制字符串格式，以"A5"开头、"5A"结尾。协议结构：A5+设备序列号（4位）+数据（10位）+5A。设备类型前缀：20（继电器）、31（空气温湿度）、32（土壤温湿度）、33（CO2浓度）、34（光照强度）。9.2.4设计项目架构项目采用分层架构：bean层（数据实体类）、response层（响应接口）、controllers层（ZigBeeAPI通信控制）、util层（工具类）、Activity层（界面）。通过接口回调实现数据从通信层到界面的传递。任务9.3实现智能农业移动终端管理系统本任务在Android中实现智能农业移动终端管理系统的各项功能。9.3.1创建项目在AndroidStudio中创建myfarming项目，按分层架构创建bean、response、controllers、util包和各Activity。9.3.2实现系统联网功能通过Socket实现手机App与ZigBee网关的TCP通信。在ZigBeeAPI类中实现linkGateWay()方法连接网关，通过onSocketListener监听连接状态和数据接收。接收到的数据通过decodData()方法按设备类型解析。9.3.3实现继电器及回路控制设置功能继电器用于控制设备开关。创建Relay实体类存储继电器序列号和回路数据。通过ZigBeeAPI.getRelay()获取继电器响应，通过setRelayLoopXXXState()方法控制各回路状态。使用Handler和Timer实现继电器数据的定时获取和界面更新。9.3.4实现数据采集与设备控制功能数据采集：通过onCollectorResponse接口回调获取空气温湿度、土壤温湿度、光照、CO2等数据，使用Handler更新界面显示。设备控制：手动控制通过单击设备按钮调用setChangeDevice()方法改变继电器回路状态。智能控制通过Timer定时检查环境参数，根据预设阈值自动控制设备，如空气温度高于最高值时打开天窗，低于最低值时关闭天窗。数据更新：通过Timer定时（每5秒）调用getAllDevice()方法向网关请求最新数据，保证数据实时性。小结本模块主要讲解了智能农业移动终端管理系统的设计及实现方法。首先介绍了智能农业生产与管理系统；然后设计了系统功能、通信协议和项目架构；最后在Android中实现了系统联网、继电器控制、数据采集与设备控制功能，综合运用了Socket通信、多线程、Handler等技术。练