Java+MySQL开发智能农业大棚环境监控系统

最新推荐文章于 2025-12-02 21:20:38 发布

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#java #mysql #开发语言

技术选型与架构设计

后端技术栈

使用Java Spring Boot框架构建RESTful API，处理传感器数据采集、设备控制逻辑。
集成MyBatis-Plus简化MySQL数据库操作，支持动态SQL生成。
采用WebSocket实现实时数据推送至前端面板。

数据库设计
MySQL表结构示例：

CREATE TABLE sensor_data (
    id BIGINT AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,
    sensor_type VARCHAR(20) COMMENT '温度/湿度/光照等',
    value DECIMAL(10,2),
    unit VARCHAR(10),
    greenhouse_id INT,
    create_time DATETIME DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP
);
CREATE TABLE control_log (
    id BIGINT AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,
    device_name VARCHAR(50) COMMENT '风机/喷淋等',
    action VARCHAR(20) COMMENT '开启/关闭',
    operator VARCHAR(50),
    create_time DATETIME
);

核心功能实现

环境数据采集模块

通过Modbus TCP协议与硬件传感器通信，定时读取环境参数。
数据异常检测算法示例：

public boolean checkTemperatureAbnormal(float currentTemp) {
    return currentTemp > config.getMaxTemp() || currentTemp < config.getMinTemp();
}

自动化控制逻辑

基于阈值规则触发设备动作，例如温度超过30℃自动启动风机。
使用Quartz调度任务实现周期性设备状态检查。

数据可视化方案

前端技术组合

Vue.js + ECharts构建动态图表，展示历史数据趋势。
实时监控面板通过WebSocket接收后端推送的即时数据。

移动端适配

采用uniapp框架开发跨平台应用，支持Android/iOS设备远程监控。

系统安全措施

权限控制

Spring Security实现RBAC模型，区分管理员、农户等角色权限。
敏感操作记录审计日志，如设备控制指令需二次确认。

数据加密

使用AES加密传感器数据存储，HTTPS保障传输安全。
数据库连接池配置SSL验证防止注入攻击。

性能优化策略

缓存机制

Redis缓存高频访问的环境阈值配置，减少数据库查询。
采用Caffeine实现本地缓存，提升实时数据读取速度。

数据库优化

对sensor_data表按时间范围分区，提高历史查询效率。
建立复合索引：

ALTER TABLE sensor_data ADD INDEX idx_ghouse_type (greenhouse_id, sensor_type);

部署方案

容器化部署

Docker Compose编排MySQL、Redis、Spring Boot服务。
Nginx反向代理实现负载均衡，配置SSL证书。

监测预警

Prometheus + Grafana监控系统资源使用情况。
短信/邮件报警集成，当持续异常时通知负责人。