基于ZigBee和PLC的猪舍环境监控系统

为有效地监测和控制猪舍的环境因子,满足养殖规模化、集约化的趋势要求,以猪舍环境为研究对象,以无线通讯技术、PLC机电控制技术和虚拟仪器技术为基础,研究以实现猪舍环境智能调节为目标的猪舍环境自动监控系统。采用ZigBee无线通讯模块,将终端传感器实时采集的温度、湿度、光照和气体等数据进行组网传输;采用PLC控制器对现场输出设备进行优化控制;采用LabVIEW虚拟仪器软件对整个系统运行进行终端监控。猪舍环境自动监控系统解决了传统控制方式布线复杂,系统故障率高,控制精度差以及异地监控困难等问题。     

海洋牧场鱼类驯化装置设计与试验

当前海洋牧场鱼类驯化以人工操作为主,鱼类自动驯化是建设高效海洋牧场运行模式的重要技术措施。根据部分鱼类具有趋声性或趋光性习性,设计了能定时播放声音和开启灯光、同时配合饵料定时定量供应的鱼类驯化装置。通过无线水下视频监控和定位通讯,实现对驯化效果监控和远程控制。实际试验中,以黑鲷鱼苗为研究对象,经过30 d的驯化,在播放声音和开启灯光后,黑鲷幼苗集群效果明显。试验结果表明该驯化装置的驯化效果明显,声音、光线、饵料供应、能量供应系统等工作正常,达到了设计要求,为海洋牧场鱼类自动驯化提供了有效的装备支撑。     

水质自动监测技术在黄河上游的应用

水质自动监测系统是一套以自动分析仪器为核心,以现代传感器技术、自动测量技术、自动控制技术、计算机应用技术和相关的分析软件,以及通讯技术所组成的一个从水样采集、预处理、测量到数据处理、存贮和传输的综合系统。通过建立无人值守实时监控的水质自动监测站,可以及时获得24小时连续在线水质监测数据,利用现代信息技术进行数据采集并将有关水质数据传送至中心站,实现中心站对自动监测站的远程监控,有利于全面、科学、真实地反映河流的水质情况,及时准确地掌握水质状况和动态变化趋势。     

海洋牧场智能化浮式聚鱼装备研发与现场试验

海洋牧场是减缓我国近海渔业资源衰退,实现可持续利用的重要抓手,鱼类行为控制是海洋牧场高效运行的四大关键技术之一。为满足海洋牧场系统化渔业生产和管理的需要,研制了一种可业务化运行的智能化浮式聚鱼装备。该装备以无线网桥为通信核心,运用继电器组分别控制水下监控系统、声音驯化系统、定量投饵系统、传感器等,解决了开放式海域鱼类行为的驯化与控制问题。为解决驯化中出现的自相残杀和鱼类生长的"马太效应",研发了柔性分级驯化栅,通过使用前后效果的对比分析发现能够明显提高驯化效果。所研发装备在象山港海洋牧场以黑鲷为对象进行了全过程试验,针对核心区和周边三个对比区进行了长周期调查,现场试验结果表明了其有效性,能够有效提升鱼类行为控制水平,为最终实现海洋牧场的高效运行提供了坚实支撑。     

基于无线传感网络和LabVIEW的洱海水质监测系统设计

针对目前水质监测系统存在的缺陷,提出利用无线传感器网络技术进行洱海水质实时监测的方法。在洱海周边部署一定的传感器节点对洱海水进行实时监测,利用无线传感器节点自组织的方式传送到监控终端,实现区域监控。后台软件采用LabVIEW图形化编程软件设计,利用其提供的多种工具箱和函数库以及其强有力编程功能实现了系统的实时数据采集、数据显示、数据存储、监测报警等功能。该系统可实现对洱海水质有效实时监控,对水质状况的综合分析具有实际指导意义。     

水产品活体运输智能监控系统的设计

近些年来消费者对水产品的新鲜度和安全度要求越来越高,活体运输成为有效的保鲜方式之一,但国内水产品的活体运输技术存在着信息化、智能化程度低,监控因素单一等亟待解决的问题。针对上述问题设计了一种水产品活体运输智能监控系统,通过硬件和软件的设计,对运输车箱内水环境的温度、p H、溶解氧等水质环境参数和视频数据进行实时监控。该系统构建了底层传感器检测与控制、监控中心数据处理、远程终端管理的三层物联网结构,通过无线传输技术,实现了水产品活体运输的远程智能监控。该系统通过Lab VIEW软件设计了上位机监控界面,不仅可以实时显示运输过程中水产品的各水质环境参数及车内安全视频监控数据,还建立了水产品数据库,可进行历史数据的查询。经过小型罗非鱼活体运输车辆的测试,该系统运行稳定可靠,操作简便,具有良好的实用价值。     

水产养殖场分布式自动监控系统设计与实现

针对现代化水产养殖场生产过程监控需要,本文设计开发了一套分布式自动监控系统。该系统采用太阳能水质监测浮标对养殖场进水水源和排水口的水质进行在线监测。每个养殖车间采用独立的自动监控系统,监测室内环境及养殖池水质。中央控制房通过上位机软件采集水质监测浮标和车间自动监控系统的信息,实现养殖场集中监控,从而提升了生产效率和养殖管理水平。     

标准化池塘养殖场自动管控系统设计与开发

针对水产养殖规模化和集约化发展需要,设计一套适用于标准化池塘养殖场的生产自动管控系统,采用太阳能水质浮标和岸基式水质浮标对池塘水质进行在线监测,借助气象站对养殖场区域的天气情况进行自动监测,通过布置在养殖区域的控制柜实现对增氧机和投饲机等设备的远程集中控制,通过高清摄像机和光纤网络构建视频监控系统实现养殖过程的可视化监管。所有监测仪器和控制设备通过有线或无线网络接入养殖场监控中心,采用监控计算机及专用软件对监测数据和设备运行状态进行集中监控,实现养殖生产的集成管理,提升管理水平和生产效率。     

一种鸡舍环境监控系统的ZigBee组网设计

针对部分养鸡场因为养殖环境差而使鸡易受到各种细菌和病毒侵扰这一问题,本文设计了一套基于ZigBee和Android应用的鸡舍环境监控系统来改善鸡舍环境。对鸡舍温湿度、光照和氨气浓度3个主要参数进行采集,并对排气扇和照明灯进行控制。系统采用TI公司的CC2530作为ZigBee协调器和终端节点的主控芯片,将传感器和控制装置挂载在终端节点上组成该系统的硬件连接。把终端节点合理分布在鸡舍中,并运用现有的ZigBee2007/PRO协议栈组建ZigBee星型连接网络,将数据采集终端节点采集到的环境参数信息传输到协调器,之后再传输到手机,协调器处理环境参数数据并发送指令到控制终端节点,形成一套从采集到控制的完整系统。     

基于物联网的中药材养护贮藏监测报警装置研究

为了更好地发挥中药材氮气养护贮藏技术优势,便于用户实时掌握和控制中药材氮气养护贮藏环境信息,解决密封贮藏库内环境实时监测及贮藏环境及时调控等问题,研发了基于物联网的中药材氮气养护贮藏环境监测报警系统,主要监控中药材贮藏环境中的氮气浓度,低于设定阈值时自动报警和发送信息,系统分为报警控制终端、网络通信和用户终端3个部分,其中报警控制终端为气体浓度监测的控制系统和相关设备,网络通信通过GPRS实现,用户终端为PC和Android操作系统。该系统研究和实现了一套基于物联网的中药材养护贮藏库远程智能监控,以期实时掌握和控制中药材库内气体环境状况。     

海洋牧场环境信息综合监测系统的设计与实现

为实时掌握海洋牧场环境参数的动态变化和养殖生物的活动状态,采用海洋环境因子及水下影像采集和传输技术,以自制浮标平台为载体,在有效解决多路传感器数据并行采集及远程传输、水下摄像头承载装置的防水密封、水下影像数据远程传输等关键技术的基础上,研发了海水养殖环境信息综合监测系统。结果表明:该系统同时调用多个串口进行数据采集,能保证在一个时间节点上多参数水质数据的及时采集和准确性;采用丁腈橡胶材料构成的压紧螺母式电缆密封装置能有效防止海水的渗漏和腐蚀;解码板的分辨率设置为QCIF或者CIF模式,最大码率设置为120 kbps,帧率设置为8~15时,图像的流畅和清晰度较为适中。研究表明,该系统可用于海洋牧场水环境因子监测和水下养殖生物实时监测。     

基于水声通信的海洋水质多点监测系统设计

为解决目前水质监测存在的单点测量、实时跟踪观测不及时、通信距离短和供电不便等问题,设计了基于水声通信的海洋水质多点监测系统。该系统主要包括浮标系统、坐底式水质监测系统、岸站实时数据接收系统。水质多点监测的下位机由浮标系统和海底多个坐底式水质监测系统组成;坐底式系统与浮标之间采用水声通信的方式实现水下数据上传,水声通信半径能达到10 km;以浮标作为中继系统,采用太阳能供电,利用DTU和北斗双通信将分钟数据实时传输,解决了诸多水质监测中现存的问题。研究表明,本系统数据实时上传率达到95%以上,能够满足大范围海域内水质多点实时监测的要求,可为水产养殖提供全天候有效可靠的水质参数。     

近海中上层柔性浮鱼礁设计与应用

当前我国海洋牧场建设、栖息地改造主要通过底层鱼礁进行,从产生营养物质上升流、饵料场和产卵场及生物链的角度未充分利用整个水体空间,导致效能不能发挥到最佳。为解决这一问题,针对我国东海近海海域海况和生物特性研发了能与底层人工鱼礁协同工作的中上层浮鱼礁。从改善流场、自身体积保持等角度设计了四层网格式柔性浮式鱼礁,进行了浮力、重力及抗浪流能力的校核计算,确定了锚系技术方案及水下效果监控方法。在象山港海洋牧场进行了布放,实际效果测试表明所设计的浮鱼礁可以有效改善区域流场,在最高潮和最低潮时均可保持竖直方向的拉伸状态,最大潮流速度时倾斜角度不超过20度,现场多批次调查及水下视频监控效果显示所研发的鱼礁能够与底层鱼礁协同工作,投放2个月后有鱼类稳定地出现在浮鱼礁周围,取得了良好的效果。     

基于ZigBee网络的水环境无线监测系统设计

设计了基于ZigBee网络的水环境无线监测系统,该系统由具有多源信息融合功能的水质无线监测节点、无线路由节点、数据网关和上位机监测中心组成,并引入了节点信息多样化采集机制,可对被监测水域实施有效的无线覆盖以及信息的可靠传输,完成对水环境常规指标,如溶解氧、pH、水温的实时在线监测.根据试验结果,在每1 h采集1次的工作条件下,额定容量为1 200 mA·h的电池可使无线监测节点工作1 231 d以上,可以满足对水环境长期自动监测的要求.该水环境无线监测系统具有低功耗、部署简单、组网灵活的特点,较适合于小型河流以及中小面积湖泊、鱼塘的水环境质量的长期在线监测.     

海洋牧场组合式无人监测船设计与试验

随着海洋牧场建设向纵深发展，对海洋生态环境、渔业资源进行动态监测和评估变得尤为重要，移动式自主监测是可行方案之一。针对现有监测方式效率低、灵活性差、成本高、运输投放困难等问题，提出了可搭载多类型监测设备的组合式无人监测船。进行了船体结构设计和监测仪器安装机构设计，考虑船体吃水载重及平稳性进行了配重机构设计；基于计算流体力学方法对船体阻力性能进行仿真计算并完成了水下推进器选型，对无人船连接桥结构受到浪高海况，进行了静力学强度有限元分析，船体结构强度能够抵抗4级海浪。对样机开展了试验验证，试验结果表明：无人监测船各机构工作运行稳定无干涉，设计吃水深度0.25m，航速达2.5m/s，能够胜任海洋牧场工作海况；监测设备搭载后工作稳定，可实时监控水下渔业资源、勘探水底地形、监测水体pH值、温度和溶解氧等数据。该研究为海洋动态、实时监测及数字化提供了技术支撑，为海洋牧场组合式无人监测船的设计研究提供了一种低成本高可靠的实施方案。     

基于CC2530的实时环境监测系统设计

针对现代工农业生产中实时采集环境数据的需求,提出了一种基于CC2530的ZigBee无线环境数据监测方案。构建了环境监测系统的总体结构,采用低功耗芯片CC2530设计了无线传感器监测节点和协调器节点,给出了节点软件系统设计流程图和监测工作站的上位机软件设计方案。测试结果表明,系统具有良好的人机交互操作界面,可以实时监测、查询被测点的环境数据。系统具有成本低、可拓展性强、安装方便等特点,有良好的应用前景。     

象山港海洋牧场规划区选址评估的数值模拟研究：滨海电厂温排水温升的影响

应用海洋数值模式ECOM-si(estuarine coastal oceanmodel-semi-implicit),耦合一个可用于实时计算的太阳辐射强度和海面热通量计算模块,研究评估了象山港海洋牧场规划海域受两大滨海电厂(国华电厂和乌沙山电厂)温排水的影响程度。受往复流作用,国华电厂的温排水对海洋牧场区较乌沙山电厂的温排水影响大,海洋牧场西南侧受温排水影响较东北侧大。计算结果表明不同季节海洋牧场温升范围和分布特征各异,经分析主要是因为各季节海气温差所导致。春季增温期的温升幅度最大,可高于1.0℃,且温升范围也最大,对海洋牧场区的影响也最明显。秋季降温期内温升幅度最小(0.3℃～0.5℃),温升范围也最小。分别处于低温期与高温期的冬季与夏季,海气温差小,温升幅度约0.5℃～1.0℃,温升范围亦居中。     

广东省海洋牧场发展现状、问题与对策

【目的】健全的农业保险体系对规避或分散农业经营风险、推动农业现代化发展起着重要作用, 探究农业保险与农业现代化之间的耦合协调以及灰色关联性,对加快实现农业高质量发展至关重要。【方法】 基于 2010—2019 年山东省农业保险与农业现代化的相关数据,运用耦合协调度模型,揭示两大体系之间的耦合 互动关系,并采用灰色关联法分析农业保险对农业现代化发展的影响。【结果】山东省农业保险和农业现代化 的综合发展指数均呈上升态势;农业保险与农业现代化的耦合协调程度由严重失调逐渐趋好到优质协调状态, 耦合度由 2010 年的 0.329 上升至 2019 年的 0.875,改善明显;农业保险体系各指标与农业现代化总体指标的灰 色关联度较高,均在 0.7 以上,其中农险保费收入在财产险保费收入的占比、农险保费收入深度以及农险保费收 入与农业现代化的关联性较高,是主要的影响因素。【结论】提出完善市场化的农业保险机制和提升服务管理 水平、加大农业保险宣传力度和扩大农险覆盖面、推动农业保险与农业现代化融合协调发展等对策建议。     

基于IGWOPSO-SVM算法的水质监测及等级评定系统

目的 水污染监测是流域水污染防治工作的前提。为实现高精度的地表水水质监测及水体等级评定,本研究设计基于IGWOPSO-SVM(Improved grey wolf optimizer particle swarm optimization-support vector machine)模型的水质监测及等级评定系统。方法 选用传感器组、STM32F103单片机、ESP8266WIFI无线通信模块搭建水质监测系统数据处理模块,利用WIFI无线通信将数据处理模块采集到的水质数据传输至服务器,设计水质监测系统服务器交互端,同时开发水质监测小程序对水质等级进行实时监测。基于改进粒子群算法(Improved particle swarm optimization,IPSO)及灰狼算法(Grey wolf optimizer,GWO)提出了IGWOPSO算法,对SVM进行优化,据此提出了IGWOPSO-SVM水质等级评定算法。基于南京市玄武湖、金川河、江浦水源地135组水质数据对本系统水质等级评定效果进行试验验证。结果 相比于SVM,IGWOPSO-SVM水质等级评定算法的总样本分类准确率由86.67%上升至100.00%,上升了13.33个百分点;相比于粒子群算法(Particle swarm optimization,PSO),IGWOPSO算法的最佳适应度由86.80上升至99.20,提高了14.29%。结论 本研究解决了传统水体等级评定方法效率低、准确率低的问题,为地表水水质的精确监测提供了方法借鉴。