物联网技术的水产养殖探讨

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摘要：传统养殖业以牺牲自然环境资源和大量的材料消耗为主要特征，经济效益低且污染水环境，物联网技术的创建发展为生产智能化水产养殖的创造了条件。文章通过智能传感器技术、计算机集成控制、网络技术、数据、图像采集、GPRS无线通信等技术，设计了一套水产养殖监测控制系统，用户可根据电话浏览器信息终端、水产养殖水质控制中的实时在线信息，及时获取信息和异常水报警等信息。

关键词：管理系统；物联网；无线传感器

引言

我国是一个水产养殖大国，水产养殖产量对于增加养殖户收入十分重要。利用现代“物联网”技术，保持水的质量和养殖效率，体现科技在水产养殖中的作用，则成为未来的发展的必然。“物联网”也被称为“无线传感器网络”，它指的是海量的信息通过各种传感设备，如射频识别（RFID）设备、红外传感器、全球定位系统、激光扫描仪，或其它连接方法。农业和渔业的基于智能环境监测系统需要对水产养殖产量、效率、生态、安全、智能化等方面有较高的要求。本文设计建立了一套集在线收集、智能网络、无线传输、智能处理、预警信息传播的功能系统，意义重大。

1物联网体系架构

物联网（DCM）的基本结构分为三层：感知层、网络层和应用层。感知层是基础，这一层是由有能力感知事物和收集信息识别对象等设备成分构成，在这一层上负责实现全面的感知功能。网络层集成各种通信网络和互联网使这层负责数据的感知分类、聚合、加工，并能可靠地传输。各种网络应用层的技术和产业的专业知识相结合，提供各种各样的不同的用户的应用，如智能交通、环境保护、安全回家、工业监控、个人卫生、军事侦察等。

2物联网水产养殖管理系统的设计流程

在系统运行时，硬件设备首先进行自查，检查是否存在硬件故障，如有，则通过GPRS用户发送短消息。如果发现水中超出标准值的相应数据，则通过GPRS用户发出警告，提醒用户是否需要调整传输控制信息节点质量。用户可以通过手机，电脑，在浏览器的平板电脑或PDA进行登记，实时查看相关信息，并确认是否发送控制信息。如果浏览器发送请求到服务器，则通过GPRS网络服务器发送指示Zig-Bee网络的水质参数以作为调整依据，如果未能发送控制信号或者服务器繁忙，则退出浏览器或者重新登录浏览器访问服务器。

3WEB开发的相关技术

3.1C/S模式体系架构3.1.1传统C/S分为客户机模式和服务器模式，如图2所示由于客户端管理难度的非均匀负载，加之如果对系统升级，需要对所有的客户一一进行。这不仅使得应用软件使用不变，还使得软件维护成本越来越高。这导致了两个问题：系统可扩展性降低和难以安装，这样的应用程序的两层结构极大地制约了Internet/Intranet的环境下的实际发展。因此，人们提出了三层结构的客户端服务器系统。3.1.2三层C/S模式三层思想的结构是基于三个相对独立的应用程序的逻辑功能的应用程序，它被分成了不同程度的抽象的三个部分，分别在客户端层，商业逻辑层，数据服务层，如图3所示：三层模式的关键点是要分离的业务逻辑被提取时，构成中间层，从而形成一个分布式应用系统真实。在三层模型中，大大降低了用户端的压力，这种结构被称为“瘦客户端”模式。如下图4所示：集中应用系统的服务器和所有的应用程序可以通过在客户端执行的Web浏览器的开发。基于B/S结构它具有许多优点，例如：①具有薄的客户端的特性；②可以跨平台运行；③表示层到Web页面中，当从服务器发送到客户端，定义并在服务端完成数据库管业务逻辑层物理客户机的请求。B/S系统的三层结构具有许多优于传统的C/S架构的优势，在Internet中使用基于Web技术，结合传统的控制理论，拓展传统功能的监控应用，更加顺应时展潮流，是代表技术发展的大势所趋。

4系统的设计与实现

4.1MyEclipse简介MyEclipse企业平台（(MyEclipse企业工作台，称为My-Eclipse）是EclipseIDE，使用它的扩展，我们可以提高工作效率和应用程序服务器集成。它是一个功能丰富的J2EE集成的开发环境，包括完整的代码、调试、测试和的HTML、支持、Struts、JSF、CSS、Javascript、SQL、休眠等脚本及功能。4.2数据库设计4.2.1概念模型设计(E-R图)E-R模型的基本概念：要构建E-R图的概念实体关系模型，这使得它们从数据库模型图不同。一个E-R图由不同的实体类型、关系、特征和类型组成。（1）实体：现实世界中的事物；（2）属性：事物的特性；（3）联系：在真实世界中的对象之间的关系。本系统的E-R图如图5所示：4.2.2数据库表及关系建立根据这些步骤将创建一个数据库，以便建立列表结构。（1）用户基本资料表；（2）池塘信息表:（3）水质报警引用表。4.2.3详细数据库结构设计（1）用户基本资料表：用户基本信息表存储在需要用户登录，或基本的信息来记录用户的登录名、密码，用户基本信息表如表1所示：（2）池塘信息表：池塘的信息表存储在农户养殖水生物种，以及池塘水深和面积信息，有利于管理。池塘信息表如表2所示：3）水质参数报警参考表:水质参数表引用报警，存储在水质标准及其不同的水生物种的参数，如果超过标准范围自动报警用户进行比较的水质参数。水质报警引用表如表3所示：4.3系统模块详细设计本系统主要分为三个系统功能模块：用户登录模块、模拟显示模块、后台管理模块。用户登录模块主要实现登陆的注册和农民变化的基本信息。可实现用户登录、用户注册、资料修改等相关功能；模拟显示模块主要负责将各项信息、参数及报警提示等，以模拟LED的方式进行显示；后台管理模块主要负责对用户信息、池塘传感信息及各项参数进行管理和修改，最终完成对整体养殖监测系统进行管理和控制。

5结语

本文根据物联网应用的发展现状，对三层C/S传统的Web开发进行了改进。系统设计采用了B/S架构，通过浏览器直接进行了设计。本系统软件设计运用的技术是目前行业内比较先进的技术，但是在数据更新方面由于时间和经费的问题只能采用程序模拟的方式，能够对物联网技术的水产养殖监测控制系统产生实际的控制管理。

作者：苏博 朱敏 单位：贵州理工学院贵州大学