基于物联网的水产养殖监控系统的设计与研究

发布时间：2017-10-16 16:22

  本文关键词：基于物联网的水产养殖监控系统的设计与研究

  更多相关文章： 水产养殖 物联网 Zigbee网关 远程监控

【摘要】：目前我国是世界上第一大水产养殖国,在养殖规模和养殖产量上都位居世界前列;但随着养殖种类的扩大和水资源的开发利用逐渐饱和,传统养殖手段容易造成水体污染、水产品品质低下降等不利后果。因此我们不得不抛弃以往粗放式的完全依靠经验进行水产养殖的方式;通过利用新兴技术及时准确的获得养殖环境的数据,做出高效及时的调节成为一种必然。在这种背景下物联技术的引入使高效、高产、环保、节约人力成本的水产养殖成为可能。物联网系统以其智能化、可靠性、适应环境能力强等优良特性日益受到人们青睐。以物联网为基础的智能家居,智慧农业等系统逐步走进人们的生活,本系统将以物联网技术为基础设计出一套用以改善传统养殖体系的物联网水产养殖监控系统。主要包括智能网关的设计,感知层传感节点的电路设计,传输层Zigbee无线传感网络应用开发,应用层控制电路的设计与实现,上位机监控软件的设计开发以及远程监控系统的设计与实现。本设计依托物联网技术,从三个方面展开:感知层的软硬件设计;信息传输层的软硬件设计;系统应用层软硬件的设计。本系统的主要工作如下:1、分析系统需求,确定系统的架构,规划系统整体电路结构。2、根据系统的需求合理配置了感知层统硬件、传输层系统硬件、应用层硬件;设计了基于CC2530模块的传感器采集及继电器控制节点,基于ZIGBEE协议栈的信号传输节点,基于SIM900A的GPRS信号传输节点,基于JLX12864LCD屏的信号监测节点;完成系统硬件电路的搭建。3、利用IAR集成开发环境编译了针对CC2530模块的信号采集、继电器控制、系统信号的接收及发送等程序;设计实现了Zigbee-GPRS网关、Zigbee-TCP/IP网关的通信功能,同时实现了系统与PC端以及远程移动端的通讯功能。4、利用LCD屏实现了在节点现场的查看信息的功能;利用QT界面开发软件开发一款具有友好界面的上位机信息监控平台;该平台可以实现对水质信息的实时监测、数据存储、设备调控等功能;利用向日葵远程监控软件改进了传统的WEB远程发布监测手段;同时为了防止监控主机出现故障影响数据传输,开发了用于Andiord系统的移动监控软件。5、验证了Zigbee系统的通信功率和传输距离之间的关系;利用Packet sniffer丢包率检测软件分别检测单个,多个传感节点组网后系统功能的稳定性以及自组网的治愈能力;通过上位机监控平台和远程监控平台检验了系统的整体工作情况。本系统利用较小的开发成本完成了养殖环境监测功能的实现。系统有多达五种途径实现数据监测调控。有利于养殖户准确的了解水体环境,及时调控水体,提高水产品的产量和品质;使水产养殖趋于智能化和科学化。
【关键词】：水产养殖 物联网 Zigbee网关 远程监控
【学位授予单位】：湖南师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S951.2;TP391.44;TN929.5
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-11
• 第一章 绪论11-16
• 1.1 选题背景及意义11-12
• 1.1.1 选题背景11
• 1.1.2 选题意义11-12
• 1.2 水产物联网的发展12-14
• 1.2.1 水产物联网12-13
• 1.2.2 水产物联网发展现状13-14
• 1.3 主要内容及章节安排14-16
• 1.3.1 主要内容14
• 1.3.2 章节安排14-16
• 第二章 需求分析与架构设计16-19
• 2.1 系统需求16-17
• 2.2 设计原则与目标17
• 2.3 系统总体构架17-19
• 第三章 系统硬件设计19-29
• 3.1 引言19
• 3.2 传感器简介19-20
• 3.3 感知层节点设计20-25
• 3.4 Zigbee通信模块设计25-27
• 3.4.1 zigbee核心板电路设计25
• 3.4.2 Zigbee网关底板电路设计25-26
• 3.4.3 ZIGBEE-GPRS硬件模块26-27
• 3.5 显示硬件设计27-28
• 3.6 本章小结28-29
• 第四章 系统软件设计与实现29-44
• 4.1 引言29
• 4.2 ZIGBEE简介29-30
• 4.3 感知层的软件实现30-38
• 4.3.1 IAR集成开发环境30-32
• 4.3.2 感知节点的软件控制32-36
• 4.3.3 控制电路软件实现36-38
• 4.4 传输层软件实现38-43
• 4.4.1 系统数据的传输格式38-39
• 4.4.2 协议栈与上位机之间的通信39-41
• 4.4.3 ZIGBEE、GPRS网关通信41-43
• 4.5 本章小结43-44
• 第五章 监控平台设计44-62
• 5.1 引言44
• 5.2 上位机监控总体结构设计44-46
• 5.3 上位机开发系统简介46-48
• 5.3.1 Qt平台简介46
• 5.3.2 Qt开发环境的搭建46-47
• 5.3.3 系统的信号与槽机制47-48
• 5.4 上位机监测功能的实现48-55
• 5.4.1 登陆界面设计48-49
• 5.4.2 监控节点设计49-51
• 5.4.3 上位机数据库设计51-54
• 5.4.4 调控界面设计54-55
• 5.5 远程软件监控与实现55-57
• 5.5.1 监控技术的选择与改进55
• 5.5.2 向日葵远程软件的开发与实现55-57
• 5.6 GPRS+移动端监控软件开发与实现57-60
• 5.6.1 GPRS+移动端监控流程57-58
• 5.6.2 Andiord开发环境搭建58
• 5.6.3 Andiord开发及功能实现58-60
• 5.7 本章小结60-62
• 第六章 系统性能测试62-71
• 6.1 硬件系统展示62-63
• 6.2 Zigbee节点信号传输性能检测63-64
• 6.2.1 测试过程63-64
• 6.2.2 实验结果64
• 6.3 传感器组网系统丢包率检测64-66
• 6.4 系统整体工作状况66-69
• 6.5 本章小结69-71
• 第七章 总结和展望71-73
• 研究总结71-72
• 展望72-73
• 参考文献73-79
• 致谢79-80

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 马兴;王巍;韩洁;袁顺全;李鹏;庞纯伟;张靖康;王海豹;;以物联网技术加快实现农业现代化[J];山西农业科学;2011年04期

2 胡平霞;;物联网及其应用探索[J];湖南环境生物职业技术学院学报;2011年02期

3 司凯;臧亮;;物联网在农业中的应用研究[J];农村经济与科技;2011年08期

4 梁恒;陈强;;我国农村物联网应用与发展对策研究[J];现代商贸工业;2013年10期

5 李春勇;;物联网及其在林业中的应用[J];北京农业;2013年18期

6 张文娟;;农业物联网 看上去很美[J];中国农村科技;2013年10期

7 韩华威;;朗坤物联网 智慧农业“布道者”[J];中国农村科技;2013年10期

8 黄盛杰;金芳;;农业物联网技术的发展和应用[J];江苏农机化;2013年05期

9 ;天津:物联网应用在温室领域“开花结果”[J];蔬菜;2013年11期

10 陈艺;;农业物联网技术应用探讨[J];农业与技术;2013年08期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 柯欣;;物联网的智慧从何而来[A];两化融合与物联网发展学术研讨会论文集[C];2010年

2 李晨熙;;物联网的发展状况与趋势[A];两化融合与物联网发展学术研讨会论文集[C];2010年

3 朱顺强;;中国物联网发展状况分析[A];中国通信学会2010年光缆电缆学术年会论文集[C];2010年

4 李文增;李拉;;对我国物联网产业进一步加快发展的对策研究[A];2010年度京津冀区域协作论坛论文集[C];2010年

5 曾跃;罗斌;周东晓;;关注物联网发展:冷静分析,务实前行[A];两化融合与物联网发展学术研讨会论文集[C];2010年

6 张金鑫;魏峻旭;;我国物联网发展现状研究[A];两化融合与物联网发展学术研讨会论文集[C];2010年

7 肖良颜;余翔宇;;广东省物联网建设和发展的思考[A];广东通信2010青年论坛优秀论文集[C];2010年

8 曹玉旺;张炎明;;浅析物联网下智慧城市的发展策略[A];融合与创新——中国通信学会通信管理委员会第29次学术研讨会论文集[C];2011年

9 陈卫国;;超级物联网:中国物联网发展第三条道路[A];新观点新学说学术沙龙文集47：物联网产业与区域经济发展[C];2010年

10 王继祥;;避免浮躁气息,求同存异推进物联网应用[A];新观点新学说学术沙龙文集47：物联网产业与区域经济发展[C];2010年

中国重要报纸全文数据库 前10条

1 本报记者 张煜;物联网：下一个经济增长点？[N];中国电子报;2009年

2 本报记者 魏刚;物联网：地球的神经元[N];北京科技报;2009年

3 本报通讯员 张前　本报记者 陈晓春;神奇物联网,大步走近我们的生活[N];新华日报;2009年

4 蔡玉高　刘巍巍;我国科研机构加紧研发物联网技术[N];人民邮电;2009年

5 记者 付秋实;物联网,危机催生的新技术[N];金融时报;2009年

6 朱小兵;物联网不可一阵风[N];计算机世界;2009年

7 本报记者 谷慧;物联网掘金潮:前夜突围[N];中国经营报;2009年

8 本报记者 张丽娅　陈薇亦 实习生 方卿;“物联网”生活令人憧憬[N];江苏经济报;2009年

9 工业和信息化部 通信科技委委员 侯自强;物联网仅仅才开始[N];计算机世界;2009年

10 本报记者 余建斌　整理 刘先云;物联网,智能改变生活[N];人民日报;2009年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 董新平;物联网产业成长研究[D];华中师范大学;2012年

2 苏美文;物联网产业发展的理论分析与对策研究[D];吉林大学;2015年

3 邓雪峰;设施农业物联网系统建模与模型验证[D];中国农业大学;2016年

4 王峰;物联网数据处理若干关键问题研究[D];吉林大学;2016年

5 原旭;面向精细化种植的物联网数据处理方法研究[D];大连理工大学;2016年

6 喻涛;物联网感知终端及数据管理关键技术研究[D];武汉大学;2015年

7 杜克明;小麦生长监测物联网关键技术研究[D];中国农业科学院;2015年

8 方昶;物联网环境下混合生产系统中三种新的生产计划模型及求解算法研究[D];合肥工业大学;2016年

9 杨建栋;面向城市生命线管理的物联网关键技术研究与应用[D];北京工业大学;2016年

10 骆冰清;物联网轻量级IP寻址技术研究[D];南京邮电大学;2016年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 关勇;物联网行业发展分析[D];北京邮电大学;2010年

2 刘鹏程;物联网标准体系构建研究[D];北京交通大学;2011年

3 黄迪;物联网的应用和发展研究[D];北京邮电大学;2011年

4 曹自立;物联网产业发展的驱动因素研究[D];南京邮电大学;2012年

5 周桄召;我国物联网产业布局及对策研究[D];南京邮电大学;2012年

6 覃敏杰;物联网产业发展影响研究[D];北京邮电大学;2012年

7 程钰杰;我国物联网产业发展研究[D];安徽大学;2012年

8 唐力;物联网伦理问题探究[D];太原科技大学;2012年

9 宁金芳;从虚拟到实在：对物联网的哲学探究[D];中南大学;2012年

10 周洁;物联网环境下我国政府公共服务的研究[D];西南交通大学;2012年

，

本文编号：1043706