基于ZigBee的深水网箱养殖环境监控系统设计

针对深水网箱养殖现场地处偏远地区,不便人工值守监控,环境控制自动化实现率低等问题,提出集ZigBee无线通讯、服务器端监控平台和手机客户端监控平台于一体的深水网箱养殖环境监控系统。该系统利用ZigBee组网技术与以太网网络功能,实现通过手机客户端远程登录服务器端获取水温、盐度、溶解氧和水流流速等网箱养殖环境信息数据,实现对深水网箱养殖环境的精准监控,解决现场布线以及效率精度低下的问题。此外,基于TCP/IP协议的服务器端监控平台和手机客户端监控平台,具有完善的功能、友好的人机交互界面,能够为养殖管理者提供高效便捷的管理。     

基于物联网的规模化畜禽养殖环境监控系统

规模化畜禽养殖已经成为畜禽养殖的趋势,其对环境的要求比较严格。为此,基于物联网技术对规模化畜禽养殖环境监控系统进行了设计。该系统采用簇型无线传感器网络结构,进行了智能管理模型设计。系统以MSP430单片机为现场控制中心,采用RFID技术,组建猪只智能群养管理系统;依据分布在养殖环境的传感器获得的环境参数,精确调整猪舍环境;采用B/S(浏览器/服务器)模式,通过远程控制系统,实现远程实时监控。试验结果表明:该系统性能稳定,对信息的无线采集、环境自动调控及远程可视化调控均达到实际需求,适合畜禽养殖智能化精准管理,可应用于规模化、智能化畜禽养殖业。     

水产养殖水质检测与控制技术研究进展分析

水质的实时监测和调控是水产养殖过程中的关键环节,是保证水产品品质的重要措施。本文在总结和整理现有国内外研究成果的基础上,结合国内水产养殖多为池塘、网箱等封闭水质环境的特点,对水产养殖水质监测与控制系统的典型架构、水质重要参数的检测技术、水质监测与控制系统的通信技术和智能控制技术进行了分析和讨论。提出了未来技术发展方向:实时在线的水质监测和传感技术将成为研究的重点方向;水质参数的预测仍将是水质监测技术的重点研究方向,其中非线性预测模型是水质预测模型构建的主流方法;结合数据融合技术的多参数传感器正成为研究热点;低功耗广域网将成为水产养殖水质监控系统主流的远程通信技术。     

基于WSN的水产养殖环境监测系统

将无线传感器网络(WSN)技术引入到环境监测系统的开发中,可有效解决水产养殖工作环境复杂、监测地点分散和布线成本高等问题。所介绍的监测系统以一套无线传感器网络节点来形成获取环境参数的自组织网络,利用一种基于GPRS的远程数据传输系统实现无线传感器网络与远程监控端的通信,并通过监测软件对数据进行接收、观测和存储。实验室和水产养殖基地的测试表明,系统运行稳定,数据真实可信,可对水产养殖环境进行有效监测。     

奶牛体温实时远程监测系统设计与实现

为了远程、实时监测奶牛体温,给疾病诊断和发情状况判断提供科学依据,设计并实现了基于ZigBee网络的奶牛体温监测系统。以CC2430芯片为核心开发了测温节点、路由节点和协调器节点,基于ARM9的微处理器S3C2440A和嵌入式Linux构建了网关节点;采用ZigBee技术实现无线网络自组网和监测数据自动汇聚;开发了测温节点程序、基于SQLite3的网关管理软件,并用LabVIEW设计了数据存储、体温监测预警及系统运行状态监视的上位机软件。本系统为奶牛疾病及分娩期预测提供了有效工具,对其他大型动物的监测也具有一定的指导意义。     

基于无线传输的温室环境智能监测与报警系统

设计了一种基于ZigBee和GPRS无线传输的温室环境智能监测和报警系统,有效地解决了温室环境监测过程中布线困难、报警方式单一、成本高、不能稳定运行等缺点。以微型处理器和ZigBee通讯节点作为采集节点,以ZigBee和GSM/GPRS通讯模块作为汇聚和远程数据传输的网关节点,采用树状的组网方式完成短距离的数据汇聚,通过GPRS完成远程数据传输;在服务器上配置了数据库和网页远程服务,用户通过用户终端远程访问温室作物实时监测数据。本文实现了节点和服务器的双向数据通讯,使服务器可以远程配置单个采集节点的报警上下阈值和采集时间周期;完成了温室环境的智能报警;加入了系统可靠运行机制,使系统可以连续、稳定地运行。经试验验证,系统可以满足温室作物生长环境的智能监测和报警需求。     

惠州市深水网箱养殖现状与发展建议

深水网箱养殖是在深海区域搭建的抗风浪强、养殖容量大的新型养殖模式,对渔业行业的发展将起到促进和带动作用。为了全面了解深水网箱养殖现阶段的发展情况,近两年,行业主管部门多次对惠州市深水网箱情况开展调研,为惠州市渔业产业结构性调整,建立全新深水网箱养殖模式,深水网箱产业化发展奠定了基础。文章就此展开探讨,仅供参考。     

基于物联网Android平台的远程智能节水灌溉系统

针对农业灌溉中的水资源浪费问题和灌溉远程控制问题,对物联网相关技术进行研究,设计了基于物联网Android平台的农业远程智能节水灌溉系统,实现了对多传感器节点(空气温湿度、光照、土壤湿度、电磁阀、变频器等)远程采集和控制,以及对多个控制器节点的远程监测与控制。系统不受时间地域限制,用户可以通过Android移动终端实现对智能节水灌溉系统的监测和控制。系统采用CC2 5 3 0作为无线传感器芯片、OK6 4 1 0作为控制器节点芯片。实测结果验证了该设计的可行性和有效性,可为远程智能节水灌溉提供平台支持,能够满足农业节水灌溉的需要。     

无线传感网技术在水产养殖环境参数监测中的应用

针对国内水产养殖存在的在线监测系统受到现场条件限制,检测点不易更改和扩充,在恶劣和危险环境难以推广等问题,基于低功耗ZigBee CC2430无线通信技术设计一个水产养殖环境参数监测系统。对传感器节点进行设计,对养殖环境信号的采集、处理方法进行研究,为ZigBee网络降低了数据流量,在此基础上组建Zig-Bee网络,用于数据传输。该系统采用星型拓扑结构组网,通过在监测区域部署网络节点,以ZigBee CC2430芯片为核心控制单元的传感器网络节点实时采集水体温度、溶氧量浓度和pH值等环境数据,将监测数据汇集到监测中心,实现统一的数据管理和网络路由监测功能。试验证明,该系统稳定性好,数据传输可靠性高,通过增加数据采集频率,减少了数据丢包率,适用于不便直接连线的水产养殖环境监测场合应用。     

基于帧间深度特征差分的大西洋鲑鱼群活跃度分类模型

鱼群活跃度是鱼类健康福利养殖的特征性指标之一,实现鱼群活跃度细粒度分类有利于更精细地描述鱼群健康状况、评估鱼群福利水平。基于工厂化循环水养殖系统,本文建立了水下大西洋鲑鱼群活跃度细粒度分类视频数据集,并提出一种基于帧间深度特征差分的鱼群活跃度分类模型,通过引入残差连接的小型卷积神经网络提取视频帧的特征,进而在相邻帧之间做差分运算和平方运算得到视频帧间特征,最后将其输入基于外部注意力机制的分类网络IFDNet中得到视频类别。试验结果表明,本文提出的CNN-IFDNet模型分类准确率达到97.72%,F1值达到97.42%,以较低的计算复杂度实现了对水下视频鱼群活跃度的三分类。相较于实验室环境,基于真实养殖环境对鱼群活跃度所展开的算法研究实际应用性更强,可以为精细化描述鱼群的活跃度、实现智能监测鱼类健康状况提供参考,帮助养殖人员发现并排除导致鱼群活跃度异常的水质环境、病害等因素。     

基于物联网的浮标水质监测系统与溶解氧浓度预测模型

为促进近海养殖业信息化发展,更好地实现对近海养殖环境的监控,设计了基于浮标平台的环境监测系统。利用STM32L475微控制器定时采集光照、温度、pH值、溶解氧浓度等信息,通过物联网技术将数据传输至云监测平台,实现了多区域环境信息远程监测和多终端访问。提出了改进遗传算法BP神经网络的溶解氧浓度预测模型,实现对近海养殖环境的预测;根据所采集的数据,利用改进遗传算法对初始权重和阈值进行优化得到最优参数,在此基础上构建BP神经网络溶解氧浓度预测模型。通过试验验证了该系统海洋环境信息采集的准确性与可靠性,以及溶解氧浓度预测模型的有效性;与传统遗传算法BP神经网络预测模型相比,平均误差由0.0778mg/L降至0.0178mg/L,能够满足近海养殖的实际需求。     

基于Zigbee的温室远程监控系统

设计开发了一套基于Zigbee无线网络的温室远程监控系统,通过无线网络实现了对温室内温湿度、土壤含水量和CO2浓度的监测与调控,以及温室顶模的开模闭膜远程控制。温室远程监控系统由温室数据采集控制器和温室远程监控软件组成。温室数据采集控制器可以实现本地手动、遥控器遥控和控制室远程无线控制一体化集成控制。温室远程监控软件将采集到的数据进行汇总、显示和记录,实现了温室设备的自动控制和远程遥控。整个系统操作简单,经济适用,并且布线方便。     

基于Web的水产养殖环境监控物联网系统

讨论了通过对网际组态软件Web Access的应用,实现对水产养殖环境实时监控物联网系统的开发。该系统由传感器采集网络、中央服务器与Web Access监控节点网络、养殖户和远程专家组成。通过传感器节点采集水质参数信息,并将采集到的信息通过GPRS发送到中央服务器,利用Web Access实现人机交互,养殖户就可以通过互联网实时查看水质的相关参数与控制设备的实时状态。而养殖户所遇到的养殖问题也可以通过Web浏览器来访问远程专家得以解决。      

基于WSN的水产品冷链物流实时监测系统

为降低水产品物流损耗、提高水产品冷链物流信息化程度,以ZigBee协议为基础,围绕CC2530型无线传感片上系统,设计了基于无线传感网络(WSN)的水产品冷链物流实时监控系统。系统包括用于采集温度数据的监测节点、用于ZigBee网络组织与数据汇聚的协调器节点和用于实时监测、数据存储和网络控制的远程管理系统。冷链环境系统测试表明监测系统能够应用于水产品冷链物流仓储和运输的全过程,监测节点在变温箱温度-18℃时工作可靠。通信性能测试表明使用-3 dBm射频功率在30 m通信范围内丢包率小于8.4%,节点通信能耗低。     

Integrated freshwater aquaculture,crop and livestock production in the Mekong delta,Vietnam: Determinants and the role of the pond

Promotion of integrated aquaculture with agriculture, including crops and livestock (IAA-farming), requires consideration of both bio-physical and socio-economic contexts. The major factors influencing the adoption of IAA-farming by households at three sites in the Mekong delta were identified. Special attention was given to the multiple roles ponds play in IAA-farming systems. Information was collected through semi-structured interviews and discussions with focus groups and key individuals. Data were analyzed using multivariate factor analysis, analysis of variance or participatory ranking methods. Three major IAA-systems were identified: (1) low-input fish farming integrated with intensive fruit production (system 1), (2) medium-input fish farming integrated with less intensive fruit production (system 2), and (3) high-input fish farming integrated with less intensive fruit production (system 3). System 1 was commonly practised in a rural fruit-dominated area with fertile soils, while systems 2 and 3 were more evident in peri-urban rice-dominated areas with less fertile soils. In the study area, only 6% of poor farmers adopted IAA-farming, while this was 42% for intermediate and 60% for rich households. Richer farmers tended to intensify fish farming and seek a more commercial orientation. The major factors why farmers did not start aquaculture were the inappropriateness of technology, insufficient land holding or poor access to extension services, limited farm management, and through a fear of conflicts associated with pesticide use on crops. The main motivations for practising IAA-farming included increased income and food for home consumption from the available farm resources while reducing environmental impacts. Further improvements to IAA-systems can be realized by strengthening nutrient recycling between different IAA-system components while enhancing farming output and safeguarding the environment.     

人工智能在水产养殖中研究应用分析与未来展望

中国水产养殖的生产模式已由粗放型向集约型转变,生产结构不断调整升级,生产水平不断提高。但较低的劳动生产率、生产效率和资源利用率,低质量的水产品以及缺乏安全保障等问题都严重制约中国水产养殖业的快速发展。利用现代信息技术,研究智能设备来实现精确、自动化和智能化的水产养殖,提高渔业生产力和资源利用率是解决上述矛盾的主要途径。水产养殖中的人工智能是研究利用计算机实现水产养殖的过程,也就是利用机器和计算机监视水下生物的生长,进行问题判断、讨论和分析,提出养殖相关决策,完成自动化养殖。为深入了解人工智能技术在水产养殖中的研究发展现状,本文从水产养殖的生命信息获取、水产生物生长调控与决策、鱼类疾病预测与诊断、水产养殖环境感知与调控,以及水产养殖水下机器人5个具体方面入手,结合生产中面临的实际问题,分析了人工智能在水产养殖中的研究应用现状和技术特点;阐述了人工智能应用的主要技术手段和原理,总结了近年来人工智能技术在水产养殖中的最新应用研究进展,分析了当前人工智能技术在水产养殖发展中面临的主要问题和挑战,并提出了推动水产养殖转型的主要建议,以期为加速推进中国渔业数字化、精准化和智慧化提供参考。     

基于机智云平台的温室番茄远程监控系统

设计了基于机智云平台的温室番茄远程监控系统，上位机由手机APP终端和机智云平台组成，下位机部分采用STM32F103单片机作为控制器将传感器获取的环境参数上传至上位机，ESP8266 Wi-Fi模块实现了上位机与下位机之间的数据交互。用户可使用上位机对温室番茄环境生长参数进行远程监测和实时调控，经测试该设计数据获取准确、系统运行稳定，实现了预期的功能。      

鱼菜共生环境中多参数监测系统设计与试验

实时监测鱼菜共生系统中的关键环境信息对整个系统的水质调控具有重要意义。设计一种基于GPRS的多参数环境信息监测系统，系统可对水产养殖区与蔬菜栽培区中共11项环境参数进行远程监测，并将数据上传至云端服务器，再通过PC端以及移动端实现实时监测、历史数据查询、远程调控等功能，联合多种环境信息对氨氮的组成以及水质状况进行分析，同时将获取的环境数据通过多元线性回归的方法建立离子氨浓度预测模型。试验结果表明，设计的系统运行平稳，数据采集成功率约为99.53%；建立的离子氨多元线性回归方程决定系数R2为0.817，预测结果平均绝对百分比误差MAPE为4.68%，可以有效预测养殖环境的离子氨浓度，实现预警。     

水产养殖综合环境在线监测系统的研究与开发

当前水产养殖行业面临着养殖密度过高,保护养殖环境意识淡薄,养殖病害呈逐年加重之势,水域环境遭到不同程度的破坏,水产养殖业可持续发展受到严重影响,研究解决水产养殖环境状况已经成为水产养殖业持续健康发展的重要课题,本项目基于当前水产养殖的现实情况,提出综合应用嵌入式软硬件开发技术、无线通信技术、多传感器多通道数据采集技术、太阳能供电技术、GIS技术以及信息融合技术开发集多种测量要素于一体的多功能的水产养殖综合环境在线监测系统,可以有效帮助水产养殖业者有效解决水产环境监控问题。文章对该系统的工作原理、设计思路、系统功能特点进行了详细的阐述