全国水利创新大赛答辩-基于物联网的稻田养鱼辅助系统.ppt

* * * * * * 水利创新设计大赛答辩 本作品采用知识共享署名-非商业性使用 2.5 中国大陆许可协议进行许可。 专业交流 模板超市 设计服务 第一课件网中国专业PowerPoint媒体设计与开发 本作品的提供是以适用知识共享组织的公共许可（ 简称“CCPL” 或 “许可”） 条款为前提的。本作品受著作权法以及其他相关法律的保护。对本作品的使用不得超越本许可授权的范围。 如您行使本许可授予的使用本作品的权利，就表明您接受并同意遵守本许可的条款。在您接受这些条款和规定的前提下，许可人授予您本许可所包括的权利。 查看全部… ——SEEKING团队 基于物联网的稻田养鱼辅助系统 水电与数字化工程学院 研究背景 稻田养鱼是在水稻田中开挖鱼沟、鱼溜，进行鱼类养殖的一种稻鱼兼作生产方式。利用稻田水面养鱼，既可获得鱼产品，又可利用鱼吃掉稻田中的害虫和杂草，排泄粪肥，翻动泥土促进肥料分解，为水稻生长创造良好条件 ， 一般可使水稻增产一成左右 。 稻田养鱼在我国有着上千年的悠久历史，到目前为止，稻田养鱼在浙、闽、赣、黔、湘、鄂、蜀等省的山区较普遍。 稻田养鱼的实施具有很大的社会效益、经济效益和生态效益。属于绿色农业，符合现代化农业发展的需求。 存在的问题 根据资料查询和电话咨询，稻田养鱼现在未形成规模化，虽然有少数示范基地，多数养殖规模仅局限于自家拥有的水田，没有形成联合型的规模养殖。 在稻田养鱼的生产过程中尚未实现对水温、水位等稻田水情状况的实时监测、以及自动处理夏天田水降温和雷雨天稻田排水以防止漫田造成田鱼的损失，同时防止雷雨天和夜晚对外出查看人员带来的危险。 由于稻田养鱼在巡田和管理上需要很多劳动力，而多数农村劳动力进城务工，造成农村劳动力短缺。这也间接阻碍了稻田养鱼的规模化推广。 提出的问题 能不能设计一种经济实用的自动检测和处理装置来辅助稻田养鱼，提高稻田生产的综合效益，以促进稻田养鱼规模化和大面积的推广，同时希望达到最少的使用人力进行稻田养鱼，提高劳动生产率？ 解决方案与思考 采用物联网技术，解决稻田水存在的问题 在稻田适当的地方放置传感器来测量稻田的水温和水位参 数，对现场实时数据进行逻辑分析，并作出决策，控制相应的设备，以解决稻田存在的水温和水位过高的问题。 监测得到的数据传送到远端室内接收节点，对数据作出二次判断，若超出正常值，则报警提示。同时，室内接收点提供数据显示和触摸屏手动控制功能，用以太网接入技术，将数据传送至服务器。 增加移动监测点，在任何能接入互联网的地方，均能实现对稻田的监测，同时支持手动操作，实现对稻田随时随地的自动控制。 稻田参数的传送和远端接收以及控制点的选择问题 远端室内接收点的参数显示、报警提示和触摸操作以及以太网的接入问题 移动监测点的平台选择和数据请求问题 采用ZigBee无线传送和路由技术解决数据的无线传送和接收，各数据采集点采用集中式控制；远端室内接收点所需功能采用ARM实现；采用基于Android平台的智能手机，通过向已知目的服务器寻求数据来解决稻田监测的移动性。 设计难点与解决思路 稻田 无线传感网 Internet ARM 机械装置 传感器 服务器 手机 手机移动终端部分 服务器部分 室内数据收集和以太网接入部分 无线传感模块和执行机构部分 系统拓扑结构 无线传感模块和执行机构 ①温度传感器：采用DS18B20集成芯片，其测量温度范围为-55 ℃至+125 ℃，-10℃至+85 ℃范围内精度为±0.5 ℃。 ②水位传感器：采用电极式水位传感器，自行制作。 ③电磁阀执行机构：采用2W-025-08电磁阀,工作电压12V,功率2W。 传感器 现场无线节点 传感器 无线主节点 现场无线节点 系统硬件组成 室内数据收集和以太网接入 ①以太网接入模块:以太网控制芯片采用ENC28J60以太网控制器,集成 MAC 和10BASE-T PHY,支持全双工和半双工,通过网络变压器和RJ45端口接入以太网。 ②LCD显示模块：采用3.2寸TFT彩色液晶屏显示。 ③触摸屏输入模块：采用ADS7843触摸控制器，内置12位模数转换，最高转换速率达125kHz。 ④串口通信模块:利用STM32F103VC芯片内置USART模块实现串口输入输出。 ⑤声光报警模块:采用led和蜂鸣器实现警报。 ARM 系统硬件组成 服务器 数据存储采用SQL SERVER数据库（为了现场演示的需要，模型系统采用了ACCESS数据库），对于采集得到的数据进行按天存储。 客户端会根据设定的间隔时间对稻田中的温度等参数进行按时采集和存储。并提供数据查询功能，以方便用户查看历史记录，经验总结。 稻田 服务器 系统硬