水下魚群檢測系統(tǒng)

1、2015年第三屆天津市大學(xué)生物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新與工程應(yīng)用設(shè)計(jì)競賽參賽作品文檔 參賽作品名稱 水下魚群檢測系統(tǒng)_ 學(xué) 校 天津* 學(xué) 院 計(jì)算機(jī)科學(xué)與信息工程 團(tuán)隊(duì)名稱 * 指導(dǎo)教師 馬* 參賽成員 齊*、 李* 、郜* 2目錄目錄2一、2015第三屆天津市大學(xué)生物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新與工程應(yīng)用設(shè)計(jì)競賽登記表3二、作品文檔方案部分51.方案概述52.作品的創(chuàng)新點(diǎn)：53.系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)原理64. 硬件設(shè)計(jì)105.軟件設(shè)計(jì)116.系統(tǒng)測試及結(jié)果127.程序源代碼1418 一、2015第三屆天津市大學(xué)生物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新與工程應(yīng)用設(shè)計(jì)競賽登記表題目水下魚群檢測系統(tǒng)學(xué)校及學(xué)院天津農(nóng)學(xué)院 計(jì)算機(jī)科學(xué)與信息工程學(xué)生姓名1齊*專業(yè)班級(jí)13級(jí)物

2、聯(lián)網(wǎng)工程2班聯(lián)系方式（手機(jī)、郵箱）1512261* 157356*學(xué)生姓名2李*專業(yè)班級(jí)14級(jí)物聯(lián)網(wǎng)工程2班聯(lián)系方式（手機(jī)、郵箱）1302221*147146*學(xué)生姓名3郜*專業(yè)班級(jí)14級(jí)物聯(lián)網(wǎng)工程1班聯(lián)系方式（手機(jī)、郵箱）1362219*指導(dǎo)教師馬*作品關(guān)鍵詞物聯(lián)網(wǎng)；openwrt系統(tǒng)；智能化管理；web顯示作品摘要目前，池塘養(yǎng)殖在我國漁業(yè)養(yǎng)殖占重要比重，但由于我國在池塘養(yǎng)殖方面缺乏在線監(jiān)控技術(shù)在魚類的喂養(yǎng)、看護(hù)及打撈等方面存在較大問題。本系統(tǒng)利用Web網(wǎng)頁顯示、無線攝像頭、WiFi無線傳輸?shù)溶浻布夹g(shù)，建立了無線攝像頭采集數(shù)據(jù)、WiFi模塊數(shù)據(jù)處理以及遠(yuǎn)程觀測的無線傳輸網(wǎng)絡(luò)，設(shè)計(jì)并開發(fā)了水

3、下魚群檢測系統(tǒng)，對(duì)水下魚群進(jìn)行了系統(tǒng)化在線檢測。實(shí)現(xiàn)了水下魚群的合理化管理，即通過WiFi模塊對(duì)無線攝像頭所采集的魚群狀態(tài)及時(shí)傳輸，進(jìn)而在Web網(wǎng)頁進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，避免了傳統(tǒng)養(yǎng)殖方式帶來的喂養(yǎng)不合理、魚苗丟失等一系列問題，有效提高了池塘養(yǎng)殖效率。同時(shí)體現(xiàn)了物聯(lián)網(wǎng)科技創(chuàng)新改變生活以及延伸的人工智能必將為未來帶來自便利的美好生活主要參考文獻(xiàn)1RT5350開發(fā)板資料、兄弟連liunx視頻教程、234備注文檔要求思路清晰、描述詳細(xì)而明確、無錯(cuò)別字、圖文并茂。 特別 聲明提交內(nèi)容均原創(chuàng)，作品屬于參賽選手，大賽組委會(huì)有發(fā)布權(quán)和使用權(quán)。 二、作品文檔方案部分1.方案概述 背景：1.池塘養(yǎng)殖在我國漁業(yè)養(yǎng)殖占重要

4、比重，但由于我國在池塘養(yǎng)殖方面缺乏在線監(jiān)控技術(shù)在魚類的喂養(yǎng)、看護(hù)及打撈等方面存在較大問題。2. 幾乎所有的釣魚人，都會(huì)或多或少地有過這樣的經(jīng)歷：就是在結(jié)伴釣魚中，某釣友頻繁上魚而其他釣友的鉤子一口都沒有。用多支手竿釣魚時(shí)，也會(huì)出現(xiàn)僅一支竿子上魚的情況，有時(shí)候漂挨著漂子都不咬的情況。 應(yīng)用領(lǐng)域：池塘水產(chǎn)養(yǎng)殖、休閑釣魚。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀：目前，大多數(shù)的智能魚群檢測管理系統(tǒng)的開發(fā)都是基于單片機(jī)對(duì)傳感器所檢測的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)，這類系統(tǒng)有池塘水質(zhì)實(shí)時(shí)監(jiān)控的特點(diǎn)，不足之處在不能隨時(shí)監(jiān)控魚類的游動(dòng)狀態(tài)、地面積大、固定化和對(duì)電能消耗極大，即無法做到對(duì)魚類靈活和隨時(shí)的監(jiān)控。功能描述：本系

5、統(tǒng)利用Web網(wǎng)頁顯示、無線攝像頭、WiFi無線傳輸?shù)溶浻布夹g(shù)，建立了無線攝像頭采集數(shù)據(jù)、WiFi模塊數(shù)據(jù)處理以及遠(yuǎn)程觀測的無線傳輸網(wǎng)絡(luò)，設(shè)計(jì)并開發(fā)了水下魚群檢測系統(tǒng)，對(duì)水下魚群進(jìn)行了系統(tǒng)化在線檢測。實(shí)現(xiàn)了水下魚群的合理化管理，即通過WiFi模塊對(duì)無線攝像頭所采集的魚群狀態(tài)及時(shí)傳輸，進(jìn)而在Web網(wǎng)頁進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，避免了傳統(tǒng)養(yǎng)殖方式帶來的喂養(yǎng)不合理、魚苗丟失等一系列問題，有效提高了池塘養(yǎng)殖效率。技術(shù)指標(biāo)：本系統(tǒng)利用無線攝像頭、Web網(wǎng)頁顯示、WiFi無線傳輸?shù)扔布夹g(shù)，建立了無線采集數(shù)據(jù)、自動(dòng)控制以及遠(yuǎn)程在線監(jiān)控的無線傳輸網(wǎng)絡(luò)，設(shè)計(jì)并開發(fā)了水下魚群在線監(jiān)測系統(tǒng)，對(duì)池塘魚類養(yǎng)殖和垂釣提供了專業(yè)化和

6、系統(tǒng)化的幫助。2.作品的創(chuàng)新點(diǎn)：技術(shù)創(chuàng)新：本系統(tǒng)采用Web網(wǎng)頁作為顯示平臺(tái)，便于監(jiān)控；使用基于WiFi傳輸協(xié)議的通訊模塊，方便了用戶非接觸的觀察數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的共享。工藝創(chuàng)新：1.本系統(tǒng)可以根據(jù)不同的池塘規(guī)模開發(fā)不同的顯示平臺(tái)，進(jìn)而滿足所有養(yǎng)殖用戶的需求。2.還根據(jù)不同的垂釣人群設(shè)計(jì)了不同的功率的系統(tǒng)，便攜方便。應(yīng)用創(chuàng)新：本系統(tǒng)使用基于WiFi傳輸協(xié)議的通訊模塊。WiFi是一種便宜的、低功耗和新型的近距離無線組網(wǎng)通訊技術(shù)，它作為一種短距離無線通信技術(shù)，由于其組建的網(wǎng)絡(luò)可以為用戶提供無線數(shù)據(jù)傳輸功能，因此在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域具有非常強(qiáng)的可應(yīng)用性。本系統(tǒng)對(duì)此類通訊模塊的使用方便了用戶非接觸的觀察數(shù)據(jù)，實(shí)

7、現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享。3.系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)原理開始 初始化數(shù)據(jù)采集模數(shù)轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)正常 N Y 數(shù)據(jù)處理結(jié)束圖1 功能實(shí)現(xiàn)圖1.視頻采集:由WiFi無線防水監(jiān)控?cái)z像頭單獨(dú)完成，為了能夠隨時(shí)監(jiān)控水下魚群實(shí)時(shí)狀態(tài)。本系統(tǒng)采用的第三代IP視頻監(jiān)控系統(tǒng)與嵌入式技術(shù)有著很大的相連關(guān)系，它與一個(gè)Web服務(wù)器連接在一起，通過Web服務(wù)器與Internet的連接，用戶可以控制圖像采集設(shè)備，并且通過網(wǎng)絡(luò)瀏覽器觀看Web服務(wù)器上的圖像信息。該系統(tǒng)主要采用了兩種技術(shù)。一是嵌入式技術(shù)，這使得系統(tǒng)集成度高，操作方便。二是圖像壓縮技術(shù)，這使得相同圖像下數(shù)據(jù)量變小，數(shù)據(jù)傳輸負(fù)載變小。從而得到高清的視頻材料。WiFi無線監(jiān)控?cái)z像頭實(shí)物圖

8、見圖2。 圖2 WiFi無線防水監(jiān)控?cái)z像頭實(shí)物圖2.數(shù)據(jù)處理：無線攝像頭符合IEEE 802.11B/G標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。WIFI是由AP(Access Point)和無線網(wǎng)卡組成的無線網(wǎng)絡(luò)。AP一般稱為網(wǎng)絡(luò)橋接器或接入點(diǎn)，它是當(dāng)作傳統(tǒng)的有線局域網(wǎng)絡(luò)與無線局域網(wǎng)絡(luò)之間的橋梁，因此任何一臺(tái)裝有無線網(wǎng)卡的PC均可透過AP去分享有線局域網(wǎng)絡(luò)甚至廣域網(wǎng)絡(luò)的資源，其工作原理相當(dāng)于一個(gè)內(nèi)置無線發(fā)射器的HUB或者是路由，而無線網(wǎng)卡則是負(fù)責(zé)接收由AP所發(fā)射信號(hào)的CLIENT端設(shè)備。有了AP，就像一般有線網(wǎng)絡(luò)的交換機(jī)或路由器一般，無線工作站可以快速且輕易地與網(wǎng)絡(luò)相連。 簡言之，當(dāng)交換機(jī)的一端接入了無線AP或無線路由器，

9、在無線AP/無線路由器信號(hào)覆蓋范圍內(nèi)，安裝一個(gè)或多個(gè)無線攝像頭，就組成了一個(gè)簡單的無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)，而音視頻顯示和管理通過局域網(wǎng)內(nèi)（無線網(wǎng)內(nèi)或接入交換機(jī)）的電腦來實(shí)現(xiàn)，云臺(tái)控制信號(hào)同樣通過無線來傳輸。如果無線AP或路由接入了互聯(lián)網(wǎng)，對(duì)無線攝像進(jìn)行動(dòng)態(tài)域名解析和端口映射之后，便可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程音視頻監(jiān)控了 圖3開發(fā)板工作圖3 .數(shù)據(jù)分享：為了實(shí)現(xiàn)讓用戶直觀隨時(shí)的監(jiān)控本系統(tǒng)采用web網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控。網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控具有有以下特點(diǎn)。1.前瞻性：模擬監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)決定其無法避免諸多的局限性，如只能在線實(shí)時(shí)觀看，難以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控等。模擬監(jiān)控被網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控替代必然是大勢所趨。2.先進(jìn)性：網(wǎng)絡(luò)攝像頭為嵌入式實(shí)時(shí)監(jiān)控設(shè)備，整個(gè)網(wǎng)

10、絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)簡單，布線施工容易，一條網(wǎng)線可以同時(shí)傳達(dá)多路網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的視頻信號(hào)。3.安全性：更方便對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行管理，網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)可通過設(shè)置不同的權(quán)限級(jí)別，授權(quán)給不同等級(jí)的使用者。僅有最高級(jí)權(quán)限的用戶才可以對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)置和更改，只有有足夠的權(quán)限才能觀看相應(yīng)的視頻，大大提高了系統(tǒng)的安全性。3.擴(kuò)展性好：當(dāng)系統(tǒng)需要擴(kuò)展時(shí)，只需要增加相應(yīng)的前端設(shè)備（如網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)等）即可，無需對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行大范圍的更改和變動(dòng)。 圖4網(wǎng)站首頁界面圖5網(wǎng)站首頁源碼4. 硬件設(shè)計(jì)元件清單：攝像頭，rt5350開發(fā)板，筆記本電腦。 圖6工作電路圖5.軟件設(shè)計(jì)本系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)水下魚群在線監(jiān)控，其具體功能分為四個(gè)部分：信息采集，信息分析，信息處理，信息分享。WiFi攝像頭監(jiān)控到水下魚群即時(shí)狀態(tài)通過數(shù)字信號(hào)傳到web服務(wù)器，通過互聯(lián)網(wǎng)訪問web服務(wù)器實(shí)現(xiàn)對(duì)水下魚群的及時(shí)且遠(yuǎn)程的監(jiān)控。主要結(jié)構(gòu)流程見圖8.Rt5350開發(fā)板池塘