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1第五届中国“互联网+”大学生创新创业大赛岭南师范学院校赛项目计划书项目名称：物联网水产养殖监控系统参赛组别：☑创意组□初创组□成长组□师生共创组□红旅（公益）□红旅（商业）负责人：所在二级学院：信息工程学院指导教师创新创业教育学院二○一九年四月2团队基本资料一、团队负责人信息姓名性别男出生年月1998年9月入学年份2017专业身份证号联系手机邮箱二、团队信息项目进展：☑创意计划阶段，尚未注册公司□已注册公司运营团队核心成员（可添加）姓名性别专业团队分工联系手机三、指导教师信息（可添加）姓名性别男单位岭南师范学院职称学位硕士研究方向嵌入式技术、智能控制联系电话邮箱姓名性别单位职称学位研究方向联系电话邮箱3一、项目简介（300字内）养殖业发达地区对水质环境要求较高，但水域环境遭到不同程度的污染，水质环境需要控制和改善，利于养殖业可持续发展，特别是在沿海地区，水产资源丰富，养殖规模庞大，现实中传统养殖业发展面临着水产环境的破坏等问题，溶氧含量、温度等因素影响水产养殖环境，养殖业需要引进实时监控系统以针对水质环境进行信息反馈，因此本项目致力设计一款基于物联网的水产养殖监控系统。本系统可以针对水域污染情况信息反馈，实现实时的监控管理，有效控制环境。利用智能化监控系统，对数据分析，有效控制养殖水质环境，建立适合水产类的最优生活环境，且监控系统可以降低管理成本，以更低成本获得更好的养殖效益。本系统可以获取水产养殖中水质环境的溶解氧含量、温度等参数。研究采集数据进行优化平均算法，建立基于嵌入式的网页控制模块，实现以4G通信模块进行实时远程监控数据。实时准确采集数据。数据采集终端结合嵌入式技术、4G无线通信技术及传感器技术实现数据采集并对数据进行降噪优化处理。实现利用手机实时查看数据且可以远程控制设备。4二、项目优势（1）溶解氧检测方法本产品中溶解氧探头是利用荧光猝灭法进行对溶解氧含量的检测，荧光法溶解氧传感器是基于物理学中特定物质对活性荧光的猝熄原理。计算出氧分子的浓度，经过温度和气压自动补偿输出最终值。相比传统的电极法检测溶解氧，其导致阳极和溶解液消耗大[，该方法准确和利用率高，耐耗度高。（2）实时数据采集嵌入式平台控制传感器多次采集溶解氧、温度等数据并通过优化极差平均算法处理，得到准确的实时数值。本系统可靠性强，稳定性高，费用成本较低，大大解决人工非自动化的数据采集和网页显示实时数据的问题。（3）远程监控实现网页与4G模块通信对水产设备实施远程控制，对设备进行启停操作，可大大提高工作和生产效率，同时便于用户操作使用监控系统，用户即使在远离现场的异地也可以实时地进行对养殖环境的监控与管理。网页服务器显示及实时控制设备，网页通过模块与控制系统通讯从而控制设备。5三、市场分析与定位1．营销环境分析宏观环境分析（PEST法）宏观营销环境指的是会对企业营销活动带来市场机会或环境威胁的主要社会力量。现将利用PEST法对所处的社会背景进行分析，不仅从总体上把握了产品发展的宏观环境，并且通过评价政治（Politics）,经济（Economy）,社会(Society),技术(Technology)等因素对商家战略目标和战略制定的影响，为商家在长短期内更好地发展奠定了基础。PEST因素分析对企业的影响政治因素习近平指出：“落实创新驱动发展战略，必须把重要领域的科技创新摆在更加突出的地位，实施一批关系国家全局和长远的重大科技项目。这既有利于我国在战略必争领域打破重大关键核心技术受制于人的局面，更有利于开辟新的产业发展方向和重点领域、培育新的经济增长点。”国家对战略科技支撑的需求比以往任何时期都更加迫切，这让我们的水产养殖监控系统创新扫除了不少障碍。经济因素随着水产养殖业的不断发展，竞争越来越激烈，养殖及人工成本越来越高，因此，借助水产养殖监控系统，掌握好准确可靠的水质数据，科学养殖，6提高产量与品质，是势在必行的。水产养殖业的发展间接带动了水产养殖监控系统的市场需求增大，因此，该行业前景非常乐观。社会文化环境“互联网+”是一种新型的商业模式，但是它已经成为网民和主流媒体热烈讨论的对象。在全球市场持续低迷、中国经济面临挑战的时候，国家提出“经济软着陆”的概念，而“互联网+”则被看作实现经济转型的希望，我们的水产养殖监控系统实现网页与4G模块通信对水产设备实施远程控制，对设备进行启停操作，运用4G模块通信，紧跟着当代的“互联网＋”潮流。科学技术环境这是一个科技化发展创新极快的时代，科技创新日益等着我们去更新。本系统应用嵌入式技术、4G通信模块和网络传输技术进行对水中溶解氧含量和温度的实时检测。与同类产品相比有其创新之处。2．市场需求预测由于水产养殖水域环境现状需要得到控制和改善，实时远程监控系统尤为必要。本系统应用嵌入式技术、4G通信模块和网络传输技术进行对水中溶解氧含量和温度的实时检测。本系统的关键技术是通过检测终端实现数据的采集、传输、存储和发布，并实现实时远程网页监控、控制设备启停等功能。该系统经稳定测试后可以广泛应用于水产养殖业，大大改善水域环境和提高养殖收益。7并且，随着水产养殖业的不断发展，竞争越来越激烈，养殖及人工成本越来越高，因此，借助水产养殖监控系统，掌握好准确可靠的水质数据，科学养殖，提高产量与品质，是势在必行的。这不难看出，要在水产养殖行业发展，监控系统必不可少。3．目标市场分析据2013年中国渔业统计年鉴，中国渔业总产值为17,321.88亿元，实现增加值5,077.95亿元，水产养殖产值为6,459.36亿元，实现增加值为1,308.1亿元。全国水产品总产量为5907.68万吨，比上年增长5.43%。其中养殖产量为4288.36万吨，占总产量的72.59%，同比增长6.59%。全国水产养殖总面积为8088.4千公顷，渔业人口为2073.81万人，截至2012年末专业从事水产养殖人员为5,214,333人。全国共有渔业乡939个，渔业村8,776个，渔业户5,188,813户。全国共有水产技术推广机构14711个，其中水产站3541，综合站11170个，总业务经费为49315.78万元。全国共举办渔民技术培训40183期，共2,953,426人次。中国的水产养殖产量占全世界总量的60%，俨然成为世界第一水产养殖大国。以上数据显示，全球特别是中国的水产养殖市场呈现快速增长趋势，市场潜力巨大。然而，市面上出现的产品例如溶氧仪测量器、养殖水质检测系统等，其投入设备的生产成本较高，且人工控制缺乏灵活性和明显较低效率。由于大部分处于传统的监测方式和手动控制设备的阶段，并且未能进行实时数据的监测，未能远程控制水产养殖设备，参考现有基于物联网的水产养殖监控系统对水质环境控制实现智能化和高效率8化，因此本产品着力于设计通过4G网络传输、在线网页显示数据，实现网页上对水质环境实时发布、存储、传输，能够随时随地对设备做出控制。4．竞争分析水产养殖监控系统市场尚处于起步阶段，在未来5年内将进入成长期，基于我们对水产养殖行业及智能养殖的深刻认知，我们认为这是未来水产养殖服务的发展方向。水产养殖监控系统品种繁多，好坏参差不齐。普通养殖专业户缺乏必要的鉴别能力，很难找到真正适合自己需求的产品。目前，水产养殖监控系统种类为数不少，但是因为功能单一或缺乏远程操控等智能功能，已经不能满足广大水产养殖户的实际需求。相比于同类产品，本产品有其创新之处。（详见项目优势）5．市场定位部分沿海或养殖业发达地区对水质环境要求较高，但水域环境遭到不同程度的污染，因此水质环境需要得到改善和控制，方能保持养殖业可持续发展，特别是在湛江地区，水产资源十分丰富，养殖规模非常大，在传统养殖业发展同时，面临着相关水产环境的破坏和矛盾等问题，溶氧、温度等因素影响水产养殖环境，因此养殖业需要大量引进实时监控系统以更好地针对水质环境进行信息反馈。考虑所处地理因素，会优先考虑湛江附近的水产养殖进行试点，做好样本市场，进行分析改进，随后面向珠三角、长三角等水产发达地区推广。拓宽产品市场，为更多水产养殖户提供便利。9四、产品简介1．产品简介由于水产养殖水域环境现状需要得到控制和改善，实时远程监控系统尤为必要。本系统应用嵌入式技术、4G通信模块和网络传输技术进行对水中溶解氧含量和温度的实时检测。本系统的关键技术是通过检测终端实现数据的采集、传输、存储和发布，并实现实时远程网页监控、控制设备启停等功能。该系统经稳定测试后可以广泛应用于水产养殖业，大大改善水域环境和提高养殖收益。2．产品功能数据采集和处理模块：数据采集和处理模块由数据采集、嵌入式平台等组成，其中数据采集部分基于溶解氧探头的荧光猝灭法方式[5]，采集溶解氧和温度相关参数，对采集的数据进行首次平均值处理，所获得的平均值进行整体数据优化极差算法处理，可以得到滤去干扰数据的真实溶解氧含量和实时温度。数据传输和4G通信模块：数据通信模块实现嵌入式平台与4G通信模块数据通信功能，实时水质数据经4G通信模块处理后传输到服务器，向服务器请求，服务器GET并POST数据处理，网页后台对数据进行简单图表化分析、历史记录保存和查询，实时显示水质环境状况。10图3开发流程图远程监控：远程控制作为水产设备的实施的控制方式，基于物联网的远程控制系统便于水质环境改善和管理[3]，接收实时获取的水质数据并保存在服务器数据库中。手机可通过登录指定网页地址，通过网络传输方式由4G通信模块与网页控制进行数据交换处理，以便控制水产设备启停。图4网页数据显示11图5监控系统控制3．产品系列溶解氧传感器、温度传感器、氨传感器、嵌入式平台、4G数据库研发4．产品的研究和开发产品的研究和开发嵌入式开发以Linux系统作为嵌入式操作系统进行开发，安装Linux系统嵌入开发板，实现运行Linux操作系统，利用PC机交叉编译(arm-linux-gcc)生成的可执行文件嵌入板子实现执行操作，在系统中可以调试和调用。程序编写程序基于C语言、脚本语言和嵌入式网络编程共同实现数据采集、网络传输、远程控制。C语言实现串口数据的读取和4G通信POST数据，脚本语言嵌入系统，实现后台的自启动运行，网络编程则实现服务器和客户端的连接，从而网页控制设备。12服务器及开发环境--服务器搭建本团队的服务器是采用tomcat+spring+springMVC+Mybatis搭建的，这套方案的原理：以Java写后台服务，选用spring+springMVC+Mybatis框架，其中spring是一个轻量级的控制反转（IoC）和面向切面（AOP）的容器框架。SpringMVC分离了控制器、模型对象、分派器以及处理程序对象的角色，这种分离让它们更容易进行定制。MyBatis是一个支持普通SQL查询，存储过程和高级映射的优秀持久层框架。数据库存储设备通过POST请求将数据上传到服务器，服务器将数据存储到数据库。同时浏览器访问页面时，建立Websocket，服务器先从数据库查询数据，然后在页面显示。每当服务器将收到设备POST的数据，利用Websocket实时加载到页面，形成页面实时加载数据。五、商业模式产品盈利模式：水产养殖监控系统的生产是一个规模化的发展过程，主要的产品系列是在原有的监控系统当中加入我们自行研发的核心，根据水产的特点来调节内置的不同。我们最主要的市场目标是大型临海以及内陆13的养殖户，在以适用品的市场打开前提下，我们会给予量多优惠的活动来进行促销，产品的质量是我们的主打方向，水产养殖监控系统最主要的就是根据水温的差异化等环境因素可能造成的影响提前告知养殖户以进行调节从而达到优产量化的效果。当我们的产品得到认证之后，我们可以以之作为典范从而达到获利的效果。规模盈利模式：个体养殖户以及大型养殖户的相互结合，在大型养殖户试点成功之后可以向个体养殖户进行宣传，使之扩大规模从而达到双赢的效果。以北海沿线以及湛江沿海地区的养殖户为例，海产品的主要产量受环境影响较大，倘若能够提前预知影响进行调整那么对于养殖户而言不仅仅是收入提高的方式；更是扩大规模的基础。服务盈利模式：我们的服务理念是终生服务制，一旦