基于物联网的鱼塘智能化养殖系统.doc

-14-基于物联网的鱼塘智能化养殖系统摘要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国家的战略要求将智能农业推向了风口“互联网+”必将带动农业的升级。本作品将物联网技术相结合应用到水产养殖领域设计了鱼塘养殖智能化系统的架构及应用实施方案。系统分为现场管理单元、远程管理单元云平台三个部分。根据鱼塘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。关键词：物联网、智能化鱼塘、CC3200目录摘要II一、概述31.1设计背景31.2所涉技术发展现状31.2.1国内外技术发展31.2.2存在的技术问题41.3创新点51.3.1主要解决的问题51.3.2设计内容简介5二、系统的总体方案和功能设计6系统的总体方案和功能7三、系统的硬件设计93.1传感器节点的设计93.2控制节点设计与实现93.3现场监控中心设计10四、系统软件设计124.1节点的软件功能设计124.2路由器的软件功能设计13五、总结14一、概述设计背景农业物联网是一种新兴农业信息化技术其体系架构分为用户层、应用层、传输层、感知层和对象层5个层次其技术可用于实现农产品安全溯源、精准化农业生产管理、远程及自动化农业生产管理和农产品智能储运。农业物联网具有提高生产效率、降低循环流转成本、节约能源资源、提高农产品附加值、推动农业物联网设备和软件产业发展、保护生态环境、保障食品安全、平衡产业结构及解放人员“在场”等社会经济效益。水产养殖产业的发展对我国渔业结构调整有着重要的意义主要表现在渔民有效地使用养殖水域收入提高城镇居民生活质量的改善。设施渔业代表着水产养殖业的最高水平也是渔业现代化的必然产物具有稳产、高产、品质好、耗水少等优点能有效检测与控制养殖水中的各种环境参数建立适于鱼类生长的最佳环境。目前国内外学者通过水产品生长营养需求的分析和研究己得到了很多水产品营养需求的数据。不同的鱼类对水场温度、氧容量等要素也均有它自己严格的要求。如果没有进行综合技术的开发利用以致水温不稳影响养殖鱼类的生育和设施渔业的高产高效;另外水体溶解氧检测不到位影响鱼类同化作用的进行造成水体危害降低了经济效益。水产养殖的智能化非常重要。国家的战略要求将智能农业推向了风口“互联网+”必将带动农业的智能化升级。所涉技术发展现状国内外技术发展丹麦、日本等一些水产养殖业较为发达的国家己实现对养殖水体中的温度、pH值、氨氮、COD、BOD等多项具有重要意义的水质参数进行在线检测以计算机技术、控制技术、通信技术、为基础通过某种通信网络将分布在目标现场的智能设备和控制中心连接起来以实现对现场设备分散控制和集中管理的一种先进控制方式。国外的发展的趋势是在计算机中研究鱼类生长的外界影响因素主要是水体的溶氧、温度可视化建模离应用还有一定的距离。实际上将科学理论基础与各种建模方法集成并有机地将环境状况与生态生理两个模型结合生长机理模型是建模研究的主要内容。水体环境控制的执行机构如何协调动作使调控的环境满足鱼类生长需求目前依靠的仅是经验。这是制约工厂化渔业发展的共性问题之一;复杂性的另一个问题是环境作用的对象是有生命的它的生长机理或功能模型存在着许多未建模的动态信息基于该模型提供的信息作为控制系统的给定值是制约工厂化渔业发展的共性问题之二;另一个复杂性表现在目前的调控手段并没有完全与水体的生产经济效益联系起来缺少一个智能决策支持系统这是目前设施渔业特别是示范经济效益不好的重要原因之一是制约工厂化农业发展的共性问题之三。从整体上看西方经济发达国家水产养殖业已签本实现了水产养殖机械化、水产养殖品种良种化、水产养殖管理自动化、水产养航经背符理专业化、水产养殖产品市场营销信息化。这标志着这些国家水产养殖业生产和装备的现代化水平相当高如果不加快水产科技现代化的步伐就有可能落后世界水产科技进步的进程。存在的技术问题工厂化养殖大多采用循环流水方式进行水体经过沉淀和过滤等处理又流入养鱼池继续使用。如何对流水水体的各种成份进行有效的控制是一个难点。由于实际的水体处理不好水体含有很多复杂的成分造成水中残馆、粪便增多引起溶氧下降、氨氮升高造成鱼池水环境污染使鱼发生疾病甚至引起死亡。日照时间缩短是温室内水产养殖的又一大问题。如何在光照条件下最大程度有效地利用日光能量为鱼类创造良好的生长环境是以前研究的一个重点。目前绝大多数水产养殖温室是钢架构筑的并且还安装有不同的设备同时在内部还