基于ZigBee的水产养殖水质在线监测系统设计的开题报告.docx

基于ZigBee的水产养殖水质在线监测系统设计的开题报告
一、选题背景及研究意义
水产养殖是一项伴随人类发展的传统业态，也是水产品业的重要部分。随着人口的增加和生活水平的提高，对水产品的需求量也在不断增加。因此，水产养殖的规模也在不断扩大。然而，由于水体的环境复杂多变，水质的安全受到威胁，从而影响水产养殖的质量和效益。
目前，养殖中的水质检测主要通过取水样进行检查，但这种方式有着许多缺陷，如需要较长时间进行检测，无法及时获得水质信息，检测数据难以实现远程共享等。为解决这些问题，水产养殖水质在线监测系统应运而生。
基于ZigBee技术的水产养殖水质在线监测系统，可以对养殖池塘中的各种参数进行实时监测，如温度、PH值、溶解氧含量等。同时，该系统可以采用物联网技术实现数据的实时共享和远程监控，提高水质监测的效率和精度，降低养殖成本，为水产品的安全生产提供有力保障。因此，本研究具有重要的科学意义和实际应用价值。
二、研究内容和技术路线
本研究旨在设计一种基于ZigBee的水产养殖水质在线监测系统，通过开发硬件和软件，实现以下研究内容：
1.设计底部水质检测节点
设计一种底部水质检测节点，用于自动采集水质信息，包括温度、PH值、溶解氧含量等参数。该节点依托ZigBee技术，通过低功耗传输技术将数据传送至上部集中端。
2.设计上部数据监测模块
设计可视化、用户友好、数据安全的应用程序，通过上位机可视化呈现底部节点传回的数据。数据监测模块主要包括数据库、实时数据监测、数据分析等功能。
3.设计远程监控应用程序
采用物联网技术，设计远程监控应用程序，实现对水产养殖水质在线监测系统的远程管理，包括在线实时监测、远程控制等功能。
技术路线：
1.设计底部水质检测节点
节点硬件部分：选择ZigBee芯片、传感器等硬件元件进行搭建底部检测节点。
节点软件部分：实现测量值的采集、处理和存储，采用C语言编写底部节点程序。
2.设计上部数据监测模块
上部数据监测模块程序的设计：基于Java的数据存储架构，采用MQTT协议作为应用层和运输层的通信协议，利用Redis缓存技术存储数据，并通过SpringBoot开发的web管理平台提供对数据的可视化展示。
3.设计远程监控应用程序
远程监控应用程序的设计：采用物联网技术，基于Android平台，通过可视化方式展示底部节点采集到的水质数据，一方面可以实现管理员对水质信息的远程掌控，另一方面也可以实现数据的共享。
三、预期成果
预期本研究将设计出一种基于ZigBee的水产养殖水质在线监测系统，以及节点、软件、远程管理等方面多维度、多角度的技术应用。开发出一套物联网水产养殖水质监测系统，在硬件的设计、数据的处理、安全性和可视化呈现等方面具有较大的优势,解决厂商在水质检测方面存在的巨大困境。同时，预期成果也将具有推广价值，能够推动中国水产业的进一步发展。