基于物聯(lián)網(wǎng)水產(chǎn)養(yǎng)殖遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、題目：基于物聯(lián)網(wǎng)水產(chǎn)養(yǎng)殖遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)技 術(shù) 報(bào) 告班級(jí)：物聯(lián)1311 組員：李小萌 李金金 朱甜甜 李婉秋 金司怡 第一章項(xiàng)目概述31.1項(xiàng)目背景31.2建設(shè)目標(biāo)5第二章需求分析62.1 功能需求分析62.2 技術(shù)架構(gòu)要求分析72.2.1 系統(tǒng)總體架構(gòu)8第三章總體設(shè)計(jì)93.1 總體設(shè)計(jì)目標(biāo)93.2 總體設(shè)計(jì)原則93.3系統(tǒng)整體流程設(shè)計(jì)113.4總體邏輯架構(gòu)設(shè)計(jì)123.5數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)123.5.1 數(shù)據(jù)庫(kù)表結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)123.5.2 數(shù)據(jù)庫(kù)表關(guān)系結(jié)構(gòu)14第四章詳細(xì)設(shè)計(jì)164.1 系統(tǒng)功能框圖164.1.1硬件邏輯控制框圖164.1.2 網(wǎng)頁(yè)邏輯框圖設(shè)計(jì)164.1.3系統(tǒng)UML框圖184.2 各功能

2、模塊設(shè)計(jì)184.2.1硬件清單184.2.2 Zigbee數(shù)據(jù)傳輸?shù)臉?gòu)建194.2.3 PDA數(shù)據(jù)采集和上傳234.2.4 Android數(shù)據(jù)采集和儲(chǔ)存244.2.5 客戶端實(shí)現(xiàn)264.2.6 服務(wù)器網(wǎng)頁(yè)實(shí)現(xiàn)27第五章項(xiàng)目特色和創(chuàng)新性315.1 項(xiàng)目特色與創(chuàng)新性315.2 項(xiàng)目解決的關(guān)鍵技術(shù)32第六章總結(jié)33附錄 系統(tǒng)核心代碼說(shuō)明34第一章 項(xiàng)目概述1.1項(xiàng)目背景近年來(lái)，隨著人民生活水平的提高，高蛋白水產(chǎn)品消費(fèi)量逐年增加。強(qiáng)大的需求拉動(dòng)了水產(chǎn)品產(chǎn)量的增長(zhǎng)，2013上半年全國(guó)水產(chǎn)品產(chǎn)量就達(dá)到2530.43萬(wàn)噸，同比增長(zhǎng)5.33%，其中水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)量1944.36萬(wàn)噸，同比增長(zhǎng)6.65%。然而長(zhǎng)期以

3、來(lái)，我國(guó)水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展仍未擺脫傳統(tǒng)養(yǎng)殖業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)模式，因而面臨著種種制約因素，具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：1）養(yǎng)殖密度高。農(nóng)戶被高塘租、高農(nóng)資、低利潤(rùn)所逼不得不進(jìn)行高密度養(yǎng)殖。2）新技術(shù)少。農(nóng)戶仍“看水養(yǎng)魚”經(jīng)驗(yàn)為主，在短期承包分散經(jīng)營(yíng)的農(nóng)業(yè)管理體制下投資難、新技術(shù)手段落后。3）魚病頻發(fā)。魚塘水質(zhì)惡化，氨氮亞硝酸鹽長(zhǎng)期偏高，導(dǎo)致病害頻發(fā)，損失慘重。4）藥物濫用。農(nóng)戶為了減少損失，病重亂投醫(yī)，不得不大劑量用藥，加重水體惡化。 1.2建設(shè)目標(biāo)建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)水產(chǎn)養(yǎng)殖監(jiān)控平臺(tái)，主要實(shí)現(xiàn)下面3個(gè)目標(biāo)：1）實(shí)現(xiàn)魚塘水質(zhì)的24小時(shí)不間斷監(jiān)測(cè)，包括對(duì)水體的溶氧量、水溫等指標(biāo)的自動(dòng)采集，自動(dòng)預(yù)警，從而達(dá)到“養(yǎng)殖不下

4、水”的效果，節(jié)省大 量 人 工 及 能 耗 ，減 少 水 產(chǎn) 養(yǎng) 殖 污染，提高生態(tài)環(huán)境綠色農(nóng)業(yè)。 2）建立區(qū)域性水產(chǎn)養(yǎng)殖監(jiān)控平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)轄區(qū)內(nèi)所有魚塘的統(tǒng)一 監(jiān) 管，并提供 氣 象 和 水 文 預(yù) ,以及通過(guò)平臺(tái)的海量數(shù)據(jù)，為水產(chǎn)養(yǎng)殖相關(guān)科研提供真實(shí)有價(jià)值的資料。 3）以“經(jīng)濟(jì)適用”為原則，拒絕不實(shí)用的產(chǎn)品，并實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功的模塊化，讓用戶按需搭配,減輕用戶的負(fù)擔(dān)，真正讓物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為養(yǎng)殖戶帶來(lái)經(jīng)濟(jì)效益。第二章 需求分析2.1 功能需求分析 水質(zhì)監(jiān)測(cè)： 包溶解氧監(jiān)測(cè)和溫度監(jiān)測(cè)，通過(guò)在魚塘中安裝溶解氧傳感器及溫度傳感器，實(shí)現(xiàn)上述2項(xiàng)參數(shù)的實(shí)時(shí)采集與數(shù)據(jù)自動(dòng)保存。主動(dòng)增氧： 當(dāng)監(jiān)測(cè)到水中含氧量低于設(shè)值

5、時(shí)，系統(tǒng)將自行啟動(dòng)增氧機(jī)工作。主動(dòng)增氧：當(dāng)水質(zhì)出現(xiàn)異常，用戶能第一時(shí)間收到報(bào)警信息，及時(shí)采取措施，避免損失。斷電報(bào)警： 當(dāng)市電停電時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)記錄并將報(bào)警信息發(fā)送至用戶手機(jī)。狀態(tài)報(bào)警：當(dāng)增氧機(jī)運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)異常，或增氧機(jī)未正常啟動(dòng)時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)發(fā)送報(bào)警信息給用戶手機(jī)。遠(yuǎn)程監(jiān)控：用戶使用電腦或者手機(jī)便能隨時(shí)查詢水質(zhì)參數(shù)，以及控制增氧機(jī)開關(guān)。 2.2 技術(shù)架構(gòu)要求分析2.2.1 系統(tǒng)總體架構(gòu) 第三章 總體設(shè)計(jì)3.1 總體設(shè)計(jì)目標(biāo)3.2 總體設(shè)計(jì)原則3.3系統(tǒng)整體流程設(shè)計(jì)3.4總體邏輯架構(gòu)設(shè)計(jì)3.5數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)3.5.1 數(shù)據(jù)庫(kù)表結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.5.2 數(shù)據(jù)庫(kù)表關(guān)系結(jié)構(gòu)圖9 數(shù)據(jù)庫(kù)表結(jié)構(gòu)關(guān)系第四章 詳細(xì)設(shè)

6、計(jì)4.1 系統(tǒng)功能框圖4.1.1硬件邏輯控制框圖4.1.2 網(wǎng)頁(yè)邏輯框圖設(shè)計(jì)4.1.3系統(tǒng)UML框圖圖12 系統(tǒng)UML圖4.2 各功能模塊設(shè)計(jì)4.2.1硬件清單表1 硬件清單名稱型號(hào)規(guī)格數(shù)量Android智能終端1無(wú)線網(wǎng)卡DWA-1231RFID讀寫器中距離一體機(jī) DC0621a3標(biāo)簽打印機(jī)C168 200S1稱重顯示器XK3190-C81Zigbee數(shù)據(jù)傳輸終端F89142攝像機(jī)TC-NC6130S2-II3網(wǎng)絡(luò)串口轉(zhuǎn)換器APORT 4001Zigbee主/從模塊ZB2530-019非接觸式讀卡器D8讀卡器1中心二層交換機(jī)DES-1024A1Q-LIGHT 旋轉(zhuǎn)警示燈1RFID射頻卡5標(biāo)簽打

7、印紙不干膠 熱敏 58*40若干無(wú)線路由器DIR6161繼電器控制4手持終端PDANL-PT982RWB1條碼掃描器HR 103014.2.2 Zigbee數(shù)據(jù)傳輸?shù)臉?gòu)建4.2.2.1功能構(gòu)建Zigbee是基于IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的低功耗個(gè)域網(wǎng)協(xié)議，是一種短距離、低功耗的無(wú)線通信技術(shù)。它非常適用各種自動(dòng)控制和遠(yuǎn)程控制領(lǐng)域。我們使用的是TI公司CC2530芯片，它結(jié)合了領(lǐng)先的RF收發(fā)器的優(yōu)良性能和業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的爭(zhēng)強(qiáng)型8051CPU，所以說(shuō)非常適合我們的設(shè)計(jì)要求。我們的程序是依據(jù)TI公司提供的Basic RF進(jìn)行修改的，它包含了IEEE 802.15.4 標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)包的收發(fā)， 實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單無(wú)線點(diǎn)對(duì)點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸。這個(gè)協(xié)議可用來(lái)演示無(wú)線設(shè)備是如何進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)?，但不包含完整功能的協(xié)議。它采用了與802.15.4 MAC 兼容的數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)及ACK 包結(jié)構(gòu)。它不提供“多跳”、“設(shè)備掃描”等功能；不提供不同種的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，如協(xié)調(diào)器、路由器等。所有節(jié)點(diǎn)同級(jí)，只實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸；傳輸時(shí)