基于Arduino的WIFI的智能养殖水质监测系统——前几章

1、基于Arduous的WIFI的智能养殖水质监测系统本实用新型公开了一种基于Wi-Fi物联网的水产养殖水质智能监测系统,包括现场监测装置和远端服务器;所述现场监测装置包括现场服务器、现场视频监控设备以及若干采集水质参数的智能仪表，所有智能仪表均通过Wi-Fi与现场服务器通讯连接,所述现场服务器现场视频监控设备以及远端服务器通过云通讯技术相互通讯。本实用新型利用Wi-Fi技术实现现场监控,利用云通讯技术实现分布式远程监控，能够实时监测到水质多数,实现水产养殖的科学养殖与管理,从而优化养殖工艺,提高水产品的成活率,增加养殖效益。1 绪论1.1研究的背景国内在(水产养殖)水质监测方面，网络层主要是GP

2、RS、GSM等提供网络接入，系统现场多采用RS232、RS485、Beige通讯手段，远程通信基本采用GPRS通讯网络,将仪器的测量结果、系统运行状况等信息自动传送到中心站,实现对监测现场设备远程控制。negligee技术其具有低功耗、自组织等优点,适合应用于无线传感器网络,但通讯技术本身也存在瓶颈:组网复杂、传输速率慢、系统扩展性差,所以在一些数据传输率有一-定要求的场合并不适合。GPRS等通用分组通讯技术网络覆盖范围广，技术成熟,广泛应用于各行各业的远程通信。但是随着通讯数据量的增加，使用成本也会成倍的增加,项目工程后续投入很大而且通讯速率也会受到很大的制约。1.2 研究的意义长期以来我国

3、水产养殖业存在着现代化、智能化水平不高，劳动强度大，养殖效率低、污染环境等一系列的问题，通过查阅相关资料和实地走访调查，可以发现关键在于下面三点原因： 首先，目前多数性能比较良好的水产养殖系统设备为国外厂家生产，价格比较昂贵，运行故障时维修起来也不方便，因此对于一些中小型的用户来说没有引进的必要。 其次，虽然目前国内的一些成品设备功能比较齐全，但应用起来不直观明了，实用性、稳定性、准确性不高。 最后，据统计大多数水产养殖从业人员的文化水平不高，对相关专业方面的科学内容掌握不足，而且技术能力也有待提高。 针对以上的问题对国内水产养殖业的进一步发展造成的不利影响，结合现在流行的物联网技术以及目前所

4、掌握的知识技术水平，将物联网应用到水产养殖领域，实现整个水产养殖的环境监测系统的现代化、智能化迫在眉睫。2 水产养殖的状况2.1水产养殖基于WIFI的简介物联网，从简单的理解来说，就是将物与物通过网络连接起来，建立物与物之间的联系，这里物可以代表自然界各种客观存在的物理对象。由于物体自身不带有发现和连接的功能，所以必须由带有通讯功能的嵌入式系统将自然界各种各样的物理对象彼此连接起来。因此可以说，嵌入式系统等现代计算机技术和控制技术的发展推动了物联网技术的发展，而物联网技术的发展反过来也在进一步促进嵌入式系统等计算机技术和控制技术的发展。 物联网技术从提出到发展再到最后的应用，仅仅经历了几年的时

5、间。在这个几年的时间内，物联网技术的发展应用十分迅速，例如目前比较流行的智能家居、食品溯源等均是在物联网技术的基础上发展应用起来的。与此同时，由于物联网技术所具有的自身优势，其也被应用到了水产养殖行业中来，与传统物联网的架构体系类似，水产养殖物联网主要分为以下三个层面： 第一层感知层，即感知技术；一般来说，感知层主要通过各传感器实时检测当前系统的状态，传感器如同人体的感觉器官一样，如图 1-1 所示，是整个系统的数据来源。 第二层网络层，即信息传输技术；从物联网的名称来看，网络层无疑是系统中最重要的部分，其实现了物与物之间的联系。目前网络层主要通过无线网络通讯的方式实现，随着新一代无线通讯技术

6、的推广网络层的技术选择将更加广泛。 第三层应用层；物联网最根本的出发点是方便人类的生活，而感知层和网络层对一般普通用户来说是开不见摸不着的，应用层的存在就是为了方便用户的使用。应用层主要通过编程软件设计一些友好的人机交互界面，方便用户随时随地了解到物联网系统工作状态。一些功能强大的物联网系统还可以根据感知层的信息数据调节控制相应参数使整个系统运行在最优状态下。此外应用层一般通过服务器获得感知层的信息数据，因此需要考虑网络通信协议如 TCP/IP 等。图1-1 感知层与人体系统对比图2.2水产养殖基于WIFI的发展趋势近些年来我国对于农业的精准化与信息化以及养殖产业的安全健康越来越重视。以无线传

7、感通信、智能传感、智能控制等技术为基础的、具有高效安全、决策支持、智能组网、水质环境数字化实时采集功能的系统是当前水产养殖智能化发展的主要方向。在上述基础上所建立的智能化养殖平台，通过对水质、水温等关键数据的有效测量和即时传输，通过一系列智能化处理与控制，可有效的提升水产业的整体管理水平和生产效率，在真正意义上的降低能耗、保护环境的同时，从根本上增加水产养殖从业者的经济收入。3 总结与展望本论文以物联网的理念为指导，根据目前水产养殖过程中信息化、智能化水平低的现状，将水产养殖现场监控系统与远程监控终端结合起来，设计并实现了一种基于物联网的水产养殖智能监控系统。通过对水质环境监控和视频监控两个子

8、系统的合理设计，综合运用 Beige，Wi-Fi，GPRS 等技术实现系统的无线通讯功能，并应用模糊控制算法控制智能调节相应执行设备的运行工作，并配备远程用户终端对养殖环境的远距离实时监控，实现了水产养殖过程信息化以及智能化，确保了养殖过程中安全性以及可靠性。该系统可检测多种水质参数，解决了传统水产养殖过程中的诸多弊端，系统经测试运行稳定可靠，智能化程度高，可进一步推广应用到多种水产养殖环境中，具有良好的实用价值，为新一代的水产养殖生产方式提供参考。致谢时间过得如此之快，眨眼之间，大学生活即将结束。在导师的指导和同学的帮助下，毕业设计顺利完成。通过做毕业设计,自己对大学所学的知识有了更多的见解

9、。毕业设计让我认识到自己的不足,不仅仅对专业知识的应用,更是对自己综合能力的提升。通过做毕业设计明白了,知识需要长时间的积累,在以后的工作和学习中不断地锻炼自己,提高自己的学识和综合能力。 在此要感谢我的指导老师对我论文的指导,感谢老师给予我的帮助。在做毕业设计的过程中，我检查了很多相关资料，学生们互相交流讨论，感谢老师们的宝贵意见，并学到了很多知识。培养了自己的动手能力,树立了自己对进入社会工作的信心。以后不论是工作还是学习,都要不断地学习不断地提升自己的综合能力。 参考文献1管越强,俞志明,宋秀贤.主要环境因子对奸类免疫反应及疾病发生的影响J.海洋环境科学,2008,27(5): 554-

10、560. 2钱志鸿,王义君.物联网技术与应用研究J.电子学报,2012,05:1023-1029. 3戴蕾.我国物联网产业链构建研究D.北京邮电大学,2011:5-7. 4曾洋泱,匡迎春,沈岳.水产养殖水质监控技术研究现状及发展趋势J.渔业现代化,2013, 01:40-44. 5张颖.浅谈我国地表水水质监测现状J.科技信息,2011,26:59-61. 6吕斌,雷卓,刘杰.基于 PIC18F2520 的极谱式溶解氧传感器设计J.山东科学,2012,04:73-77. 7李学胜,卢欣春,罗孝兵.荧光猝灭法溶解氧传感器的研制J.自动化与仪表,2013,04:17-20. 8吕广梅,史云,赵学亮.一种全固态 p H 传感器的研制J.青岛科技大学学报(自然科学版),2012,01:29-32. 9陈鑫,顾铮.p H 光纤化学传感器研究进展J.激光与光电子学进展,2011,11:5-12.