基于物联网水产养殖智能化监控系统的开发-开题报告

课题名称：基于物联网水产养殖智能化监控系统的开发课题来源及选题的理由或意义：当今社会随着人们生活水平的不断提高，近几年来我国水产养殖产量已经达到7000万吨，水产品产量均占全世界的70%以上，排名全球首位，水产养殖面积达到将近2000万平方米巴。水产养殖可以在解决粮食危机、改善国民生活质量、增加相关劳动人员收入等方面发挥了重要作用，然而长期以来我国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，对国内水产养殖的进一步发展造成了不利的影响。并且在我国多数养殖过程中总将出产量和利润放在第一位，容易出现超容量，养殖过程容易对整个庞大的水产养殖行业造成不必要的危害等。基于以上原因，针对目前水产养殖系统价格昂贵，系统繁杂，开发成本高系统功能不实用等缺点，结合自己的能力水平开发出套经济适用，便于操作的小型物联网系统；使水产物联网水产养殖技术能够更多的惠及中小型养殖户。本文研究水产养殖智能化监控系统的开发，运用物联网技术，旨在极大提高智能化监控系统的开发效率。研究内容及拟解决的关键问题：据统计数据表明，我国每年因水产养殖过程中的水产品病害损失超过100亿元，这与目前现代化、智能化水平不高的水产养殖模式与方式密切相关。随着社会的不断进步，我们的生活质量越来越高，对健康有营养的水产品的需求量不断增长，通过目前现代化、智能化水平不高的水产养殖模式将很难满足居民的需求。因此，实现水产养殖的现代化、智能化已成为我国该领域亟青解决的问题。国内外研究现状：国外情况：国外水产物联网的发展水平主要以欧美、为代表其物联网技术较为先进，特别是在传感器制造以及反馈设施的制造方面。感知技术中的RFID产业作为传感器产业重要的组成部分，其它传感器制造领域西方国家也处在领先的位置、许多核心专和技术部掌握在他们手中，以IMEAS、MC10、VLENCEIL、在尼书尔等企业为代表：在通信领域以思科、高通等为代表。因此物联网技术在水产领域的应用在欧洲和北美有着得天独后的优势。虽然西方国家的总体养殖规模并不大，但其养殖的单位产量下的成本明显低于其他国家17-51。这不能不归功于他们在物联网技术的帮助下大大提高了劳动效率，降低了人力物力成本。国内情况：在我国随着人们生活水平的提高对水产品的需求也不断增高，而反观我国的水产养殖状况情况却并不乐观。虽然我国水产养殖规模非常大，但是养殖方式粗放，环境破坏严重，水产品的品质也得不到保证。有的大量投放激素和药物严重的破坏了水体的自然平衡。最近几年水产物联网在我国的发展也较为迅速。国内涌现出批优秀的传感器厂商比如上海惠质、北京旋振等，在通信领域有华为等高新企业。随着人们认识的不断提高、传感器等设备的国产化加快、新技术的不断涌现，系统研发成本将大大降低，物联网水产养殖在中国将大有作为。研究计划或撰写方案：在基于物联网的水产养殖智能监控系统的设计中，根据物联网中感知层、网络层和应用层的三层体系架构，设计系统由无线检测和控制层、监控中心层和远程管理层三部分组成。一、无线检测和控制层包括水质参数检测传感器、水质调节装置、摄像头等，系统中选择的水质参数检测传感器包括水温、湿度、pH、氨氮含量、溶解氧含量、电导率、浑浊度，水质调节调节装置包括增氧机、pH调节装置等执行设备。一方面应用ZgBee无线传输技术5对多项水质传感器节点实时采集的数据进行近距离传输，同时接收监控中心层的相应调节参数指令。另一方面应用摄像头监控设备实时采集养殖环境的现场视频信息。二、监控中心层是系统下位机与远程用户上位机终端间通讯的桥梁，负责数据分析和处理，主要包括三个功能:(1)根据水质传感器采集的数据，自动调节控制设备，保证养殖过程中水质环境最佳:(2)对水产养殖过程实施安全监管:(3)控制液晶屏实时显示，并将水质和视频数据通过GPRS(GeneralPacketRadioService)或WiF网络无线传输到远程用户管理终端。三、远程管理层包含上位机监控系统及水产养殖信息数据库，可在监控见面设置各种参数的范围，在数据异常时及时报警通知用户，并根据设定参数调节环境参数，实现对本系统的远程实时智能监控。根据上述层次可将系统可分为水质环境监控系统和安防监控系统两部分，包括养殖状态检测、养殖环境调节、无线通讯、控制中心、上位机远程监控显示五个模块。其中安防监控系统可以实施智能行为识别并对进入防区的可疑人员进行警告及报警通知相关人员，水质监控系统是基于水产养殖知识库的指导，根据检测到水质环境参数自动或手动控制一些水质调节器件的启停工作，从而既体现了智能化又实现了养殖过程的安全防盗.拟采取的研究方法：1.文献研究法：搜集整理相关研究资料，为研究做准备。2.调查研究法：通过访谈、问卷、统计分析等，把握国内外智慧兔业养殖的现状、存在问题和解决办法。3.比较分析法：比较国内外水产养殖智能化系统开发的差别，从中找出改进的对策。在课题研究过程还将借鉴其它高师院校的研究现状，努力使课题更加完善，更有现实意义。特色或创新点：1、本系统开发成本低，有利于减少用户的养殖成本，系统运行稳定，数据采集精度高、丢包率小可以满足一般用户的需求。2、除了采用Qt界面开发软件设计了上位机监控软件;同时改进了远程监控手段，提出利用较为前沿的远程监控技术，在此基础上开发完成GPRS+移动端远程监控功能，是系统最多可以实现三种远程手段。3、系统在设计完成信号传输、显示的过程之后，设计了水体环境指标预警值，当水体环境超标后能够启动继电器控制的各类设备的开关，使水体环境能够实现自动调节。4、系统具有良好的自组网能力，并且具有一定的扩展功能，利于设备的更新和系统升级，为进一步开发提供了良好的基础。7、参考文献:[1]李玉岭.德港循环水养殖系统的市场竞争战略研究[D].华南理工大学，2014:1-3.[2]中国通信网欧洲、美国、日韩及中国的物联网发展战略，2010.[3]刘志杰物联网技术的研究综述[J].软件，2013,34(5):164-168.[4]JaraAJ,LopezP,FemandezD,etal.Mobiledigcovery:discoveringandinteractingwiththeworldthroughtheInternetofthing