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1、智能監(jiān)控前景
據(jù)調(diào)查，我國(guó)現(xiàn)在大部分水產(chǎn)養(yǎng)殖還是以傳統(tǒng)的模式進(jìn)行養(yǎng)殖，傳統(tǒng)養(yǎng)殖模式的水產(chǎn)養(yǎng)殖管理是以多年養(yǎng)殖經(jīng)驗(yàn)作為指導(dǎo)，都是按照養(yǎng)殖人的感覺(jué)器官對(duì)水質(zhì)的一個(gè)初步判斷，然后在根據(jù)個(gè)人主觀養(yǎng)殖經(jīng)驗(yàn)，對(duì)水質(zhì)進(jìn)行對(duì)應(yīng)的處理，這也就是目前我國(guó)乃至世界大部分養(yǎng)殖戶一種普遍的養(yǎng)殖方法。這樣的做法很難做到準(zhǔn)確可靠，漁業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)量也難以得到加強(qiáng)。因此，迫切需要采用一種手段來(lái)提高水產(chǎn)養(yǎng)殖智能化監(jiān)控，通過(guò)采用現(xiàn)有自動(dòng)化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的全自動(dòng)控制及科學(xué)管理，提高水產(chǎn)養(yǎng)殖的產(chǎn)量，降低養(yǎng)殖戶的養(yǎng)殖風(fēng)險(xiǎn)，實(shí)現(xiàn)水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，以及經(jīng)濟(jì)利益的大化。
由于水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)環(huán)境具有偏僻分散的特點(diǎn)，加上運(yùn)營(yíng)商有線網(wǎng)絡(luò)普及困難等客觀原因。于是一種基于水質(zhì)信息智能傳感、無(wú)線移動(dòng)通信、無(wú)線自組網(wǎng)絡(luò)通信、自動(dòng)化技術(shù)、傳感器采集技術(shù)、信息發(fā)布和智能遙控技術(shù)的系統(tǒng)方案誕生了。本無(wú)線遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)可以為水產(chǎn)養(yǎng)殖用戶節(jié)省大量人工操作和電力消耗費(fèi)用，防范魚(yú)類(lèi)突發(fā)疾病所造成的損失，減少魚(yú)類(lèi)死亡率，降低損失。通過(guò)無(wú)線方式長(zhǎng)期的監(jiān)測(cè)、調(diào)節(jié)和控制水質(zhì)，可以增加養(yǎng)殖場(chǎng)的產(chǎn)量。隨著水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的不斷發(fā)展，競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈，養(yǎng)殖及人工成本越來(lái)越高，因此掌握好準(zhǔn)確可靠的水質(zhì)數(shù)據(jù)，科學(xué)養(yǎng)殖，提高產(chǎn)量與品質(zhì)，勢(shì)在必行。第1章 項(xiàng)目設(shè)計(jì)
本該系統(tǒng)由水質(zhì)監(jiān)測(cè)、溶氧增氧控制、投餌機(jī)系統(tǒng)、進(jìn)出水排水系統(tǒng)、農(nóng)用氣象站、無(wú)線傳輸系統(tǒng)及遠(yuǎn)程監(jiān)控中心等子系統(tǒng)組成。
1、 水質(zhì)監(jiān)測(cè)站選擇安裝pH傳感器、鹽度傳感器、溶氧傳感器、水位傳感器、濁度傳感器等，在通過(guò)連接無(wú)線傳輸終端的A/D采集口進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，水質(zhì)監(jiān)測(cè)站主要功能是實(shí)現(xiàn)對(duì)養(yǎng)殖場(chǎng)水質(zhì)環(huán)境參數(shù)的實(shí)時(shí)在線采集、處理與傳輸。
2、增氧控制系統(tǒng)包括空氣壓縮機(jī)與曝氣增氧管道，通過(guò)無(wú)線控制采集終端匯聚水質(zhì)監(jiān)測(cè)站采集的參數(shù)信息到遠(yuǎn)控中心，然后根據(jù)不同養(yǎng)殖水產(chǎn)品種對(duì)溶解氧量的需求，通過(guò)數(shù)據(jù)分析控制增氧設(shè)備動(dòng)作，這個(gè)主要是為了保持水里的溶氧量。
3、投餌機(jī)系統(tǒng)的組成主要有機(jī)械投喂機(jī)、定時(shí)器組成，用戶根據(jù)定時(shí)器設(shè)置好投餌時(shí)間，投餌機(jī)自動(dòng)投餌，然后配合無(wú)線采集終端使用，實(shí)時(shí)記錄投餌次數(shù)跟投餌量，也可以通過(guò)遠(yuǎn)程控制中心修改定時(shí)器投餌時(shí)間跟次數(shù)。
4、換水系統(tǒng)主要由抽水器、水位傳感器、流量?jī)x組成，然后在通過(guò)無(wú)線控制采集終端，根據(jù)水位傳感器采集的水位情況反饋給采集中心，然后監(jiān)控中心分析數(shù)據(jù)進(jìn)行控制抽水器的開(kāi)跟關(guān)，并把流量?jī)x采集的水流量信息通過(guò)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)傳輸?shù)街行模⑦M(jìn)行記錄。
5、農(nóng)用氣象站由氣象傳感器、氣象數(shù)據(jù)記錄儀、電源系統(tǒng)、野外防護(hù)箱和不銹鋼支架等部分構(gòu)成。實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)溫度、濕度、風(fēng)速、風(fēng)向、雨量、氣壓、光合輻射、蒸發(fā)、土壤溫度、土壤濕度等多種氣象參數(shù)，然后在通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)中心，供給用戶查看，然后用戶在根據(jù)實(shí)際情況作出相應(yīng)的控制。
6、遠(yuǎn)程監(jiān)控中心通過(guò)有線的連接到INTERNET網(wǎng)，現(xiàn)場(chǎng)無(wú)線控制采集設(shè)備（WCTU/Wbee網(wǎng)關(guān)）通過(guò)GPRS/CDMA遠(yuǎn)程接入點(diǎn)連接到INTERNET網(wǎng)，并把Wbee網(wǎng)絡(luò)接收過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)街行?。用戶可以通過(guò)手機(jī)、平板、計(jì)算機(jī)等信息終端遠(yuǎn)程查詢水質(zhì)信息，同時(shí)也可通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，做出控制決策，遠(yuǎn)程控制前端設(shè)備。
圖2-1
2、系統(tǒng)功能
2.1 前端數(shù)據(jù)采集功能
前端數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是整套監(jiān)控項(xiàng)目的前沿部分，是整個(gè)項(xiàng)目監(jiān)控系統(tǒng)的的核心。系統(tǒng)將前端的魚(yú)類(lèi)生長(zhǎng)環(huán)境參數(shù)等和食品消費(fèi)的所有信息進(jìn)行采集，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸功能，并數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心。 前端采集部分系統(tǒng)包括水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、溶氧監(jiān)測(cè)及增氧系統(tǒng)、投餌機(jī)系統(tǒng)、進(jìn)出水排水系統(tǒng)、農(nóng)用氣象站。
2.2 網(wǎng)絡(luò)傳輸功能
網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)，是整個(gè)項(xiàng)目數(shù)據(jù)的傳輸通道。 網(wǎng)絡(luò)傳輸部分包含了兩個(gè)傳輸系統(tǒng)一個(gè)是由多個(gè)Wbee組成的通信系統(tǒng)，一個(gè)是由運(yùn)營(yíng)商提供的GPRS/CDMA通信系統(tǒng)，主要負(fù)責(zé)把前端數(shù)據(jù)采集設(shè)備獲取到的環(huán)境數(shù)據(jù)通過(guò)Wbee-GPRS/CDMA網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)傳輸?shù)竭h(yuǎn)端服務(wù)器上去，并提供移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)終端訪問(wèn)主服務(wù)器功能。在數(shù)據(jù)傳輸中模塊設(shè)備進(jìn)行了數(shù)據(jù)的安全加密，模塊包含了AES、DES、3DES等加密方式，為用戶在網(wǎng)絡(luò)安全傳輸中增加了可靠性。
2.3 顯示功能
顯示系統(tǒng)是把采集到的數(shù)據(jù)通過(guò)顯示終端設(shè)備展示給用戶查看，使養(yǎng)殖用戶隨時(shí)隨地的了解養(yǎng)殖場(chǎng)實(shí)時(shí)信息。養(yǎng)殖用戶可以通過(guò)各種上網(wǎng)終端比如個(gè)人電腦、手機(jī)、平板電腦等實(shí)時(shí)了解養(yǎng)殖場(chǎng)地信息。
2.4 智能控制功能
無(wú)線控制終端匯聚的數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線傳輸匯總到遠(yuǎn)程監(jiān)控計(jì)算機(jī)，用戶可在監(jiān)控中心查詢水質(zhì)參數(shù)數(shù)據(jù)。智能監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)分析現(xiàn)場(chǎng)前端采集設(shè)備發(fā)送過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)與系統(tǒng)設(shè)置的閥值進(jìn)行相對(duì)比，參數(shù)越出系統(tǒng)軟件設(shè)置的閥值后，控制中心就根據(jù)分析的數(shù)據(jù)自動(dòng)發(fā)送對(duì)應(yīng)的控制指令做出控制決策，通過(guò)無(wú)線傳輸向各個(gè)前端設(shè)備發(fā)送控制指令，到達(dá)自動(dòng)打開(kāi)關(guān)閉相應(yīng)設(shè)備的功能。
2.5 報(bào)警功能
短信報(bào)警系統(tǒng)是由前端Wbee的IO電平檢測(cè)功能跟遠(yuǎn)程監(jiān)控中心報(bào)務(wù)器組成。報(bào)警功能主要負(fù)責(zé)的是監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的異常短路、設(shè)備電源故障、設(shè)備無(wú)故關(guān)機(jī)、設(shè)備硬件故障等報(bào)警。這種功能是利用前端的Wbee設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)視與下位機(jī)設(shè)備相接的引腳的電平變化。當(dāng)電平與預(yù)設(shè)的告警電平變化吻合時(shí)，Wbee會(huì)向遠(yuǎn)程監(jiān)控中心發(fā)送告警數(shù)據(jù)，同時(shí)監(jiān)控中心的短信報(bào)務(wù)器會(huì)向維護(hù)人員手機(jī)上發(fā)送短信告警信息，讓相關(guān)維護(hù)人員及時(shí)到現(xiàn)場(chǎng)搶修。遠(yuǎn)程監(jiān)控中心收到告警數(shù)據(jù)時(shí)，會(huì)在界面上面顯示并記錄告警信息。