浅析基于物联网技术的智能渔业管理系统设计.doc

浅析基于物联网技术的智能渔业管理系统设计本文从网络收集而来,上传到平台为了帮到更多的人,如果您需要使用本文档,请点击下载按钮下载本文档(有偿下载),另外祝您生活愉快,工作顺利,万事如意! 本系统基于物联网技术,利用GIS(地理信息系统)与数据库技术优势,对传统渔业管理中的水温测量、氧浓度检测、pH值测量以及网箱监控等管理过程进行智能系统设计。 1系统结构系统结构自底向上依次包括监控单元、数据传输单元、数据通信网络、数据库及Web客户端等。系统利用物联网技术的优势,采用适合渔业实践的各类传感器、控制设备对各种养殖参数进行精确的、实时的检测及控制。系统利用传感器网络路由管理协议,进行各类监控单元的自适应组网,以及渔业管理子网络内部的数据互联。在人工交互方面,系统利用GIS技术,可以将管理过程做到高度可视化。系统实时显示各个渔业管理子网络的地理信息,以及网络内部监控单元的相关数据。同时,系统利用B/S网络结构,允许管理人员登陆Web页面进行远程控制。 2系统设计渔业管理子网络: 渔业管理子网络作为独立工作的局域网,通过一个数据传输单元按照星形拓展结构进行网络组织,通信方式采用ZigBee技术。ZigBee技术是稳定的点对点通信方式,有效传输距离为2km,单个区域的覆盖面积理论为12km2,因此,完全能够满足传感器子网络的通信需求。渔业管理子网络主要包括以下几种功能的监控单元:GPS定位单元,ZigBee通信单元、传感器单元(包括:水温测量单元、氧浓度检测单元、pH值测量单元、网箱监控单元等)。数据传输单元负责渔业管理系统路由协议管理,完成与上层数据库及Web客户端进行有效数据互联。渔业管理系统路由管理协议: 在无线局域网络路由管理的应用中,普遍采用“多跳”的方式进行数据的传输。该方式将每个子网络分成sensor节点、sink节点、manager节点三个层级,分别负责传感器数据采集、数据汇总与存储、指令数据与数据库的交互。但是,“多跳”方式也具有算法复杂、设备功能单一、通信效率较低等问题。随着ZigBee技术的应用与发展,在智能渔业管理应用领域,可靠的无线通信距离已经完全能够满足需求,所以本系统提出了一种新型路由管理协议。该协议基本特点如下所示: 1)核心是采用“多主”结构,提高总线利用效率。 2)短报文结构,每个报文不超过8字节。 3)引入TDMA分时传输机制,避免数据包冲突。 4)报文包含源地址或目的地址,利用标示符来指示功能信息和优先级。 5)节点在严重错误情况下,具有自动释放总线的功能。在每个渔业管理子网络中,设置唯一的数据传输单元(DTU),负责组织网络,并完成与每个监控单元的数据交互。网络中设备之间的通讯是基于连接的,这样也为对任何一个设备的通讯进行监控提供了可能。在传感器子网络中任何一个参与通讯的监控单元都必须和DTU之间建立一个独立的通讯连接。本系统路由管理协议的报文结构,结合工业CAN总线特点,进行了定制化改进,报文长度不超过8字节,并对于其中前三个字节进行功能区划分,保证智能渔业管理系统数据传输的高效性与可靠性。 3GIS系统设计 GIS系统准确标识养殖环境的相关信息,并能够方便对地图信息进行编辑。地理范围实现10级分辨率,并且在各级分辨率地图上,都可以显示、修改监控单元信息。输入输出控制软件通过查询数据库找到相应的终端设备的短地址和MA