時(shí)間: 分類:農(nóng)業(yè)論文 次數(shù):
下面文章通過將物聯(lián)網(wǎng)控制技術(shù)應(yīng)用到水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)中,使養(yǎng)殖者可以在本地和手機(jī)端實(shí)現(xiàn)養(yǎng)殖場(chǎng)增氧機(jī)的手動(dòng)/定時(shí)控制,電機(jī)故障自動(dòng)檢測(cè)與上報(bào),溫度、鹽度、溶解氧量、酸堿度、亞硝酸鹽量等養(yǎng)殖場(chǎng)關(guān)鍵參數(shù)的實(shí)時(shí)檢測(cè)與報(bào)警,養(yǎng)殖者足不出戶便能對(duì)養(yǎng)殖場(chǎng)的參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控,起到減輕養(yǎng)殖者負(fù)擔(dān),提高效率,節(jié)省成本的作用。
關(guān)鍵詞:物聯(lián)網(wǎng),水產(chǎn)養(yǎng)殖,參數(shù)檢測(cè)
1設(shè)計(jì)思路
規(guī)模化養(yǎng)殖業(yè)是養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展的方向。眾所周知,規(guī)模化意味著更高的產(chǎn)出、更低的單位成本,更重要的是,由于具備了一定的產(chǎn)能和產(chǎn)量,在商業(yè)博弈中,議價(jià)能力會(huì)隨之提升,所擁有的話語(yǔ)權(quán)是散戶所不具備的。要進(jìn)行規(guī)模化養(yǎng)殖,人工成本、效率是個(gè)大問題。
一般規(guī)模化養(yǎng)殖場(chǎng)延綿幾十畝,要對(duì)它們進(jìn)行增氧的供給,光走到各個(gè)電閘開關(guān)都需要1天的時(shí)間,如果集中控制,布線的成本又會(huì)非常高。一旦有某個(gè)增氧機(jī)產(chǎn)生漏電、過壓等故障,雖然有保護(hù)電路可以讓增氧機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn),但增氧機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)如果發(fā)現(xiàn)、維修不及時(shí),以及養(yǎng)殖場(chǎng)的很多參數(shù)超標(biāo),將造成養(yǎng)殖產(chǎn)品迅速死亡而導(dǎo)致養(yǎng)殖戶損失嚴(yán)重。
物聯(lián)網(wǎng)養(yǎng)殖系統(tǒng)的設(shè)計(jì)功能如下:
1)控制器上按鈕、LED燈、液晶屏幕組成友好的操作界面,用戶可在本地手動(dòng)控制增氧機(jī)的啟停,設(shè)置電機(jī)按照時(shí)間表自動(dòng)運(yùn)行,控制器通過接觸器控制增氧機(jī)電機(jī)的啟停。
(2)通過水溫傳感器直測(cè)水溫;鹽度傳感器、溶解氧傳感器、酸堿度傳感器、亞硝酸鹽傳感器的輸出信號(hào)都轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)并連在RS485總線上。
(3)通過互感器、零序互感器和檢測(cè)芯片,檢測(cè)電機(jī)運(yùn)行時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)的漏電、缺相、過流等故障。
(4)通過GSM模塊,控制器可連上互聯(lián)網(wǎng),通過手機(jī)APP也可在線實(shí)現(xiàn)(1)、(2)和(3)的功能。
2硬件設(shè)計(jì)
2.1具有物聯(lián)功能水產(chǎn)養(yǎng)殖控制系統(tǒng)的人機(jī)交互
具有物聯(lián)功能水產(chǎn)養(yǎng)殖控制系統(tǒng)的按鍵陣列,通過單片機(jī)控制核心的軟件檢測(cè)與定義后,結(jié)合狀態(tài)指示燈、12864信息顯示模塊具有功能描述如下。水產(chǎn)養(yǎng)殖點(diǎn)的增氧機(jī)可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)/手動(dòng)控制,手動(dòng)控制能隨時(shí)改變電機(jī)1、2的運(yùn)行狀態(tài),自動(dòng)控制下能按照預(yù)設(shè)時(shí)間控制電機(jī)的啟停。參數(shù)顯示:包括時(shí)間、手動(dòng)/自動(dòng)狀態(tài)、電機(jī)啟停狀態(tài)、水溫參數(shù)、鹽度參數(shù)、溶解氧參數(shù)、酸堿度參數(shù)、亞硝酸鹽參數(shù)。報(bào)警顯示:包括電機(jī)運(yùn)行故障報(bào)警、水溫超標(biāo)報(bào)警、鹽度超標(biāo)報(bào)警、溶解氧超標(biāo)報(bào)警、酸堿度超標(biāo)報(bào)警、亞硝酸鹽超標(biāo)報(bào)警。
2.2電機(jī)控制與反饋
增氧電機(jī)為三相驅(qū)動(dòng),單片機(jī)信號(hào)Motorl通過Q3放大,傳送到接口P6,P6驅(qū)動(dòng)接觸器控制電機(jī)啟停■■三相電流通過零序互感器檢測(cè)其漏電情況通過P7把檢測(cè)的電流結(jié)果轉(zhuǎn)化成電壓信號(hào)后進(jìn)入漏電檢測(cè)芯片M54123的2腳,一旦產(chǎn)生漏電情況,M54123的7腳輸出高電平連接到單片機(jī),另外警告信號(hào)高電平使Q4導(dǎo)通,從而使Q3截止,從硬件上關(guān)閉電機(jī)。
2.3養(yǎng)殖地點(diǎn)參數(shù)
檢測(cè)本系統(tǒng)采用水溫DS18B20數(shù)字溫度傳感器探頭,測(cè)量信號(hào)以數(shù)字形式傳送到管腳DS18B20;鹽度傳感器ZACL61-A0001,采用高精度鹽度電極,支持標(biāo)準(zhǔn)MODBUSRTU/ACSII工業(yè)數(shù)據(jù)總線協(xié)議,采用RS-232/RS-485接口輸出能夠完成土壤鹽度數(shù)據(jù)采集、外部命令校準(zhǔn),自動(dòng)溫度補(bǔ)償?shù)裙δ?溶解氧傳感器RYIS-1501,通過485信號(hào)輸出溶解氧值。
酸堿度傳感器及PH/0RP檢測(cè)儀變送器,把pH值通過工業(yè)總線RS485傳輸;亞硝酸鹽傳感器利用復(fù)合電極(N0261-A0002)對(duì)亞硝酸鹽進(jìn)行檢測(cè),通過溫度傳感器PT100補(bǔ)償,檢測(cè)的濃度信號(hào)通過ZA-N02-A101進(jìn)行RS485變送,從RS485總線傳輸?shù)娇刂破鳌?/p>
2.4供電模塊設(shè)計(jì)
由24V/5A開關(guān)電源把市電轉(zhuǎn)化為24V直流電,通過LM2596S把24V轉(zhuǎn)化為5V,通過LM1117-3.3把5V轉(zhuǎn)化為3.3V,滿足系統(tǒng)供電需要。
3系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)思路
具有物聯(lián)功能水產(chǎn)養(yǎng)殖控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)思路,系統(tǒng)軟件的工作過程如下:(1)利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),在魚塘增氧機(jī)控制上添加GPRS模塊讓增氧機(jī)控制器具有控制功能。(2)使用app,用戶可通過掃碼綁定,授權(quán)等方式,對(duì)增氧機(jī)開關(guān)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。(3)在aro內(nèi)可設(shè)置增氧機(jī)開關(guān)時(shí)間表,使增氧機(jī)可以自動(dòng)定時(shí)開關(guān)。(4)增氧機(jī)控制器既可以本地設(shè)置功能,也可以遠(yuǎn)程設(shè)置,設(shè)置的功能自動(dòng)同步。(5)當(dāng)某個(gè)機(jī)組出故障時(shí),控制器把故障上傳給服務(wù)器,服務(wù)器通
4結(jié)論
水產(chǎn)經(jīng)營(yíng)規(guī)模化,所需的成本量很大,要想獲得和散戶不同的差異化優(yōu)勢(shì),除了把握好行情變化以外,對(duì)于自身來說,需要有效降低單位成本,換言之就是獲得更高的效率。但現(xiàn)實(shí)的狀況是,由于人員、管理等方面的影響,規(guī)模化管理精細(xì)化程度,可能還不如什么事都自己干的散戶。因此結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),將養(yǎng)殖的控制操作上升到云端,可以減少養(yǎng)殖戶人工成本,加快設(shè)備故障維修流程,降低養(yǎng)殖產(chǎn)品死亡概率,減輕養(yǎng)殖戶看護(hù)負(fù)擔(dān),提高養(yǎng)殖效率,增加養(yǎng)殖戶利潤(rùn)。
參考文獻(xiàn)
[1]葛文杰,趙春江.農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)研究與應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展對(duì)策研究[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào),2014,45(7):222-230.
[2]于君,王洋,張雪英.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用實(shí)踐及其體系結(jié)構(gòu)[J].自動(dòng)化儀表,2012,33⑶:42-45,49.
[3]NAGLL,SCHMITZR,WARRENS,HILDRETHTS,ERICKSONH,ANDRESEND.Wearablesensorsystemforwirelessstate-ofhealthdetermination^].Cattle//Proceedingsofthe25thAnnualInternationalConferenceoftheIeee,EngineeringinMedicineandBiologySociety,2003,17:3012-3015.
[4]Peng,H.andM.Ibnkahla.Consensus-basedlocacontrolschemesforspectrumsharingincognitiveradiosensornetworks[A].201226thBiennialSymposiumonCommunications(QBSC)[C].UnitedStates,2412:115-118.
[5]TaoF”ChengY,XuL.D”ZhangL”LiB.H.CCIoT-CMfg:CloudcomputingandInternetofthings-basedcloudmanufacturingservicesystem[J].IEEETransactionsonindustrialinformatics,2014,10(2):1435-1442.
[6]翟勇洪,梁玲,劉宇熹等.面向大規(guī)模定制的再制造集約生產(chǎn)計(jì)劃模型[J].上海理工大學(xué)學(xué)報(bào),2014,(6):603-613.
[7]KiritsisD.ClosedloopPLMforintelligentproductsintheearoftheInternetofthings[J].Computer-AidedDesign,2011,43(5):479-501.
[8]陳海明,崔莉,謝開斌,物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)與實(shí)現(xiàn)方法的比較研究[J】.計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào),2013,36(1):168-188.
相關(guān)期刊推薦:計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào)(月刊)創(chuàng)刊于1978年,由中國(guó)計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)與中國(guó)科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所主辦、科學(xué)出版社出版,以中文編輯形式與讀者見面,同時(shí)以英文摘要形式向國(guó)際各大檢索系統(tǒng)提供基本內(nèi)容介紹。
級(jí)別:CSSCI南大期刊,北大期刊,統(tǒng)計(jì)源期刊
ISSN:1003-1707
刊期:進(jìn)入查看
格式:咨詢顧問
級(jí)別:CSSCI南大期刊,北大期刊,統(tǒng)計(jì)源期刊
ISSN:0577-9154
刊期:進(jìn)入查看
格式:咨詢顧問
級(jí)別:CSSCI南大期刊,北大期刊,統(tǒng)計(jì)源期刊
ISSN:1001-4233
刊期:進(jìn)入查看
格式:咨詢顧問
級(jí)別:北大期刊,CSSCI南大期刊
ISSN:1671-7465
刊期:進(jìn)入查看
格式:咨詢顧問
級(jí)別:CSSCI南大期刊,北大期刊,統(tǒng)計(jì)源期刊
ISSN:1005-9245
刊期:進(jìn)入查看
格式:咨詢顧問
級(jí)別:CSSCI南大期刊,北大期刊,統(tǒng)計(jì)源期刊
ISSN:1002-896X
刊期:進(jìn)入查看
格式:咨詢顧問
級(jí)別:北大期刊,CSCD期刊,統(tǒng)計(jì)源期刊
ISSN:0254-1769
刊期:進(jìn)入查看
格式:咨詢顧問
級(jí)別:CSSCI南大期刊,北大期刊,統(tǒng)計(jì)源期刊
ISSN:1002-4921
刊期:進(jìn)入查看
格式:咨詢顧問
級(jí)別:CSSCI南大期刊,北大期刊,統(tǒng)計(jì)源期刊
ISSN:1002-5936
刊期:進(jìn)入查看
格式:咨詢顧問
級(jí)別:CSSCI南大期刊,北大期刊,統(tǒng)計(jì)源期刊
ISSN:1001-8867
刊期:進(jìn)入查看
格式:咨詢顧問
級(jí)別:CSSCI南大期刊,北大期刊,統(tǒng)計(jì)源期刊
ISSN:1003-2886
刊期:進(jìn)入查看
格式:咨詢顧問
級(jí)別:北大期刊,統(tǒng)計(jì)源期刊,CSSCI南大期刊
ISSN:1000-5560
刊期:進(jìn)入查看
格式:咨詢顧問
數(shù)據(jù)庫(kù):SCI
ISSN:2045-2322
刊期:進(jìn)入查看
格式:咨詢顧問
數(shù)據(jù)庫(kù):SCI
ISSN:0284-1851
刊期:進(jìn)入查看
格式:咨詢顧問
數(shù)據(jù)庫(kù):SCI
ISSN:2352-4928
刊期:進(jìn)入查看
格式:咨詢顧問
數(shù)據(jù)庫(kù):SCI
ISSN:0169-4332
刊期:進(jìn)入查看
格式:咨詢顧問
數(shù)據(jù)庫(kù):SCI
ISSN:0960-7412
刊期:進(jìn)入查看
格式:咨詢顧問
數(shù)據(jù)庫(kù):SCI
ISSN:0048-9697
刊期:進(jìn)入查看
格式:咨詢顧問
數(shù)據(jù)庫(kù):SCI
ISSN:0191-2917
刊期:進(jìn)入查看
格式:咨詢顧問
數(shù)據(jù)庫(kù):SCI
ISSN:1741-7007
刊期:進(jìn)入查看
格式:咨詢顧問
數(shù)據(jù)庫(kù):SCI
ISSN:2238-7854
刊期:進(jìn)入查看
格式:咨詢顧問
數(shù)據(jù)庫(kù):SCI
ISSN:2214-7144
刊期:進(jìn)入查看
格式:咨詢顧問