基于物联网的鱼塘智能化养殖系统精要.doc

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 3 1.1 设计背景 3 1.2 所涉技术发展现状 3 1.2.1 国内外技术发展 3 1.2.2 存在的技术问题 4 1.3 创新点 5 1.3.1 主要解决的问题 5 1.3.2 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 9 3.1传感器节点的设计 9 3.2控制节点设计与实现 9 3.3现场监控中心设计 10 四、系统软件设计 12 4.1 节点的软件功能设计 12 4.2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