智慧水产相关课题研究

智慧水产相关课题硏究基于WSN的水产养殖环境参数监测系统设计针对国内水产养殖技术的自动化水平较低，以及同类监测产品价格较高的现状，提出一种基于无线传感器网络(WSN)的水产养殖环境参数智能监测系统。通过在监测区域部署网络节点，以微处理器为核心控制单元的无线传感器网络实时采集水体温度、溶氧量浓度和pH值等环境数据，并进行处理，将其发送到接收终端,由中央监测计算机对数据进行存储和显示，实时监测养殖环境参数变化。将其应用于实际的养殖现场，试点结果显示，该系统性能稳定，数据传输可靠性高，使用灵活，性价比高，监控准确，增产明显。基于ZigBee技术的水产养殖环境监测系统设计传统的水产养殖手段科技储备不足，浪费了大量的人力和物力。本文采用目前无线传感器网络界主流的ZigBee技术，结合GPRS通讯技术，以及网络数据库技术，设计完成了一套完整的水产养殖环境监测系统，对影响鱼类生长的温度、溶解氧含量、PH值等水环境因素进行实时数据采集监测。系统由无线传感器网络节点和网络管理平台两部分组成，设计了良好的人机交换界面。实验表明该系统能实现对水产养殖环境的实时监测，能满足目前水产养殖自动化和统一管理的需求。基于WSN的水产养殖环境监测系统将无线传感器网络(WSN)技术引入到环境监测系统的开发中，可有效解决水产养殖工作环境复杂、监测地点分散和布线成本高等问题。所介绍的监测系统以一套无线传感器网络节点来形成获取环境参数的自组织网络，利用一种基于GPRS的远程数据传输系统实现无线传感器网络与远程监控端的通信，并通过监测软件对数据进行接收、观测和存储。实验室和水产养殖基地的测试表明，系统运行稳定，数据真实可信，可对水产养殖环境进行有效监测。基于计算智能的水产养殖水质预测预警方法研究养殖水质恶化是诱导水产品疾病爆发甚至大批量死亡的首要因素，而养殖水质受多种因素影响，参数间作用机理复杂，导致水质精准预测预警一直是水产养殖业亟需解决的棟手难题。本文以水产养殖中河蟹养殖水质关键参数溶解氧和pH值为研究对象，采用信号处理技术、群集智能计算和机器学习技术，研究了基于计算智能的水产养殖水质预测预警方法，具体如下：(1)水产养殖水质因子及其影响分析。针对水产养殖水体水质参数多、互相作用机理复杂、水质参数间的作用关系及参数自身的变化规律难以分析等问题，提出了基于系统动力学和能量守恒的水质参数互相作用关系方法，建立了溶解氧、pH值、水温等水质参数系统动力学模型，阐明了水产养殖水质关键参数互相作用的关系。研究表明，该方法是适用于水产养殖水质参数定性的多因素分析方法。构建软硬结合的水产养殖物联网解决方案传统水产养殖业以牺牲自然环境资源和大量的物质消耗等粗放式饲养方式为主要特征，经济效益低且污染水体环境。而基于智能传感技术、智能处理技术及智能控制等物联网技术的智能水产养殖系统，则能集数据、图像实时采集、无线传输、智能处理和预测预警信息发布、辅助决策等功能于一体，可通过对水质参数的准确检测、数据的可靠传输、信息的智能处理以及控制机构的智能化自动控制，来实现水产养殖的管理。大水域水产养殖多参数智能无线监测系统设计我国水产养殖业正从传统人工养殖逐步向规模化、工业化和集约化养殖方式转变，环境多参数的智能监控系统在大水域的现代化水产养殖中的应用正受到越来越多的关注。水产养殖自动水质监测与控制对提高水产品产量、降低投入与产出比、预防鱼类病害发生起着关键性作用。现阶段水产养殖环境监测系统大多采用有线连接方式，不仅布线成本高，传感器安装位置也受到约束，系统灵活性差。本文提出了一种基于无线传感网络的智能多参数无线水质监测系统设计。基于无线传感器网络的湿地水环境数据视频监测系统对湿地水环境监测技术的研究现状与进展进行了概述。提出了基于无线传感器网络的实时数据视频监测系统的设计方案，介绍了系统架构，并详述了基于ZigBee无线技术的数据监测节点、基于ZigBee无线技术和CDMA无线技术的数据视频基站、水环境数据和视频监测中心等各个部分的功能特点及设计方法。8.基于CC2530的水产养殖监控系统的设计为了解决传统水质监测方案中遇到的布线困难、成本高等问题，并能实现对水质环境因子的准确测量与控制，介绍了一种基于无线传感器网络的智能监控系统在水产养殖中的应用。选用集数据收发和数据处理于一体的低功耗芯片CC2530,设计了以CC2530为射频收发器的低功耗无线传感器网络节点，实现了对水产养殖水质参数的采集、处理和显示。在IAR开发环境下编写和编译传感器节点程序，实现了无线传感器网络节点之间的数据传输功能。结果表明：该系统各项技术性能指标达到设计要求，而且系统结构简单，数据传输速度快，功能易扩展，具有推广和应用价值。齐口裂腹鱼养殖智能设施鱼池设计设计了一种能模拟齐口裂腹鱼自然生长环境的智能设施鱼池。鱼池采用水泥结构，通过进排水、水质参数检测传感器、ZigBee网络实现鱼池微水流效果和水质参数智能监控。基于32位嵌入式微控制器和WinCE6.0嵌入式操作系统设计出PDA形式的网关节点，并移植嵌入式SQIite数据库实现ZigBee网络现场管理，利用模糊神经网络算法对数据进行分析处理，得出控制指令，实现闭环控制。试验结果表明，ZigBee网络平均丢包率为0.52%,微水流流速误差控制在±1.8cm/s范围内，温度误差控制在±0.5°C范围内，溶解氧质量浓度误差控制在±0.4mg/L范囲内，pH值误差控制在±0.3范围内，智能设施鱼池各项水质参数完全满足齐口裂腹鱼养殖环境要求，网络化监控可适用于不同规模养殖厂。基于PLC的工厂化水产养殖轨道式自动投饲系统设计与试验为了减少工厂化水产养殖过程中的人工成本和饲料成本，设计了一种基于西门子S7-200PLC的轨道式工厂化水产养殖自动投饲系统。该系统自有电源供电，运行在高温、高湿的工厂化水产养殖车间鱼池上方的H型钢轨上，能够排除车间相关养殖设备对自动投饲系统运行的干扰，实现对工厂化水产养殖车间鱼池的准确定位、精准投饲和投饲数据记录储存。初步试验运行结呆表明，工厂化水产养殖轨道式自动投饲系统能够稳定运行，行走速度10^13m/min,投饲精度95.9%以上，定位精度最大偏差43mm,满足初始方案设计要求。基于灰色系统理论水产养殖投入产出优化模型研究建立了基于灰色系统理论的投入产出优化模型，并将其运用于水产养殖的投入产出分析。在获得投入、产出系数后，利用GM（1,1）模型预测最终水产养殖的需求量（上下限）、资源保证程度（最高量和最低量）；然后通过定性分析与定量研究，对未来各阶段投入产出系数进行修正和设计灰色投入产出优化模型；最后进行模型计算，取得多种可供选择的优化方案并进行综合论证评价后确定最满意方案。该模型做到了方法互补、求解比较容易而且便于灰靶决策。水产品全产业链物联网追溯体系研究与实践为确保水产品的质量安全和实现水产品全产业链全程可追溯，本文以水产品产业链为视角，阐述和分析了我国水产品存在的主要质量安全问题，通过引入无线射频识别、二维码、全球定位系统和地理位置信息系统等物联网的理念和技术,提出了基于物联网的水产全产业链追溯体系，并阐述了其在产业链中各个环节的实现方法。依此，构建了面向企业、政府和消费者的政府水产品全产业链追溯监管云服务，并提出了一种基于RFID和EPC的水产品信息追溯机制，列举了溯源信息范本和EPC编码范例，从而实现从水产品全产业链的全时空静态溯源和动态追溯。最后，本文所提出的基于物联网的水产品追溯体系在上海一台湾中华绒螫蟹种输台任务中得以实践和应用，帮助225家台湾养殖户对77万只中华绒螯蟹蟹种进行溯源和投塘，形成蟹种质量全程动态追溯体系。基于物联网的水产养殖智能化监控系统针对目前我国水产养殖规模越来越大，种类越来越丰富，传统养殖方式已不能满足要求的现状，将RFID与无线传感网络技术相结合应用到水产养殖领域，提出了基于RFID与无线传感网络的水产品智能化养殖监控系统的架构及应用实施方案。根据水产品养殖基本流程，对水产品养殖环节的生长环境进行分析，总结影响水产品生长的环境因素并确定出进行水产品高密度养殖的最佳环境，从而实现环境资源的充分利用。通过现场试验，验证了该系统的数据检测与传输误差、闭环控制精度、反应速度等性能均达到了实际项目的需要，试验结果表明温度误差在土0.5°C范围内，溶氧量误差在±0.3mg/L范围内，pH值误差在±0.3范围内，系统传输数据的正确率在98%以上。基于物联网的水产养殖环境智能监控系统工业化、集约化的水产养殖模式是我国水产养殖的发展方向，其中水质监控是实现水产养殖现代化的关键。本文设计并实现了一种基于物联网技术的水产养殖环境智能监控系统。系统采用ZigBee技术和GPRS技术实现对养殖水质的各类关键指标：温度、溶解氧含量、pH和浊度的实时采集、远程显示和自动报警；同时系统基于养鱼知识库的指导，通过PC或手机终端远程控制喂食器、加热器、过滤和增氧机，实现智能化远程养鱼。该系统具有运行稳定，数据检测准确，控制及时，扩展性强的优点，可在水产养殖环境监控广泛推广。基于ZigBee和GPRS的智能渔业养殖监控系统为了提高淡水池塘养殖的产量和质量以及水产养殖的自动化水平，结合ZigBee和GPRS网络各自的优点，设计了池塘养殖智能监控系统。系统由采集控制终端、网关及服务器平台组成。系统实时在线监测各项水质参数并将数据传回服务器进行存储、分析和处理，同时，通过本地或由平台远程控制执行机构来调节池塘环境。另外，系统有可与其他系统对接的扩展接口，且与传统人工控制方式兼容。该系统节约了人力资源，减少了成本投入,提高了产量。水产养殖水质pH值无线监測系统设计设计了一种水产养殖pH值无线监测系统，系统传感器节点以MSP430F149单片机为核心，以nRF905射频芯片为无线通信模块，采用PHG—96FS型传感器采集pH值和水温数据。根据pH电极的测量原理，建立了pH值测量数学模型，采用最佳分段的二次多项式方法拟合温度系数KpH曲线，实现了pH值测量软件温度补偿,提高了测量的准确性。节点软件以IAREmbeddedWorkbench为开发环境，采用单片机C语言开发，实现节点数据采集与处理、无线传输和串口通信等功能。监测中心软件采用VB6.0开发，为用户提供形象直观的实时数据监测平台。实验结果表明：系统运行稳定，数据传输正常，能够完成水产养殖水质参数的监测。基于无线传感器网络的水产养殖水质监测系统开发与试验为解决目前水产养殖水质自动监测系统存在布线困难、灵活性差和成本高等问题，该文构建了基于无线传感器网络的水产养殖水质监测系统。该系统的传感器节点负责水质数据采集功能，并通过无线传感器网络将数据发送给汇聚节点，汇聚节点通过RS232串口将数据传送给监测中心。传感器节点的处理器模块采用MSP430F149单片机，无线通信模块由nRF905射频芯片及其外围电路组成，传感器模块以PHG-96FS型pH复合电极和D0G-96DS型溶解氧电极为感知元件，电源模块以LT1129-3.3、LT1129-5和Max660组成的电路提供3.3和±5V。设计了传感器输出信号的调理电路，将测量电极输出的微弱信号放大，满足A/D转换的要求。节点软件以IAREmbeddedWorkbench为开发环境，采用单片机C语言开发，实现节点数据采集与处理、无线传输和串口通信等功能。新型渔业信息服务模式的探索与构建分析了当前渔业信息服务的现状，对信息服务出现的问题提出了建议和解决对策，并对多种新型渔业信息服务模式的构建进行了探索。新型渔业信息服务模式主要是在结合传统渔业信息服务方式的基础上，拓宽服务模式，完善网络信息服务平台建设、设立渔业机构官方微博、完善信息服务在线论坛(BBS)的信息服务功能、完善移动信息服务功能，研制和开发渔业信息服务软件等、设立基层渔业信息服务站等。数据挖掘技术及其在渔业信息领域的应用与发展本文对数据挖掘技术进行了简要介绍，其次分析了渔业信息的概念及分类，在此基础上结合现状将数据挖掘技术在渔业信息领域的可行性应用分为六个方面进行阐述，分别为渔业渔情预报方面、渔业灾害预报方面、水产养殖适宜性评价方面、水产养殖地区规划方面、水产工厂化养殖方而以及在水产信息网站上的应