感知龙虾-智慧盱眙物联网系统

“感知龙虾，智慧盱眙”物联网综合系统方案中科怡海高新技术发展股份公司2011年12月目录1项目意义和需求.....................................................................................12项目目标.................................................................................................23建设原则................................................................................................24总体方案................................................................................................44.1系统总体架构...............................................................................44.2智能感知监测点构建....................................................................44.2.1功能与性能...........................................................................44.2.2框架结构...............................................................................54.2.3技术实现...............................................................................54.3通信网络........................................................................................94.4智能管理应用系统设计..............................................................104.4.1功能与性能.........................................................................104.4.2框架结构.............................................................................134.4.3技术实现.............................................................................155实施内容及计划..................................................................................165.1建设内容总结.............................................................................165.2实施计划......................................................................................176项目概算..............................................................................................181项目意义和需求龙虾产业是盱眙的特色产业盱眙已形成了以龙虾养殖业、餐饮业、食品加工业、化工业、进出口业的特色产业链，龙虾产业已成为盱眙经济发展的支柱产业和全县农渔民增收致富的重要产业。该县自1999年开始，就率先在全国开展龙虾人工养殖试验研究，经过十余年的示范推广，2008年龙虾混套生态养殖面积已达15.6万亩，面积增幅比例、增长率居全省第一。年产龙虾16万吨，其中高效养殖5.1万亩，年产龙虾10万吨，亩效益平均2200元以上，占全县高效渔业总面积的78.4%，成为高效农业发展的新的主导产业，创产值20亿元。盱眙龙虾的市场名气，还引来更多客商投资。2008年，全县共引进各类农业项目92个，实现农业增加值21.9亿元。盱眙龙虾产业链条，在从一产延伸到二产、三产中拓展增值。目前，全县已发展龙虾加工龙头企业7家，年加工龙虾产品能力达8000多吨。该县多家龙虾甲壳素企业生产的产品，附加值数倍于出卖原料产品。发展以“十三香”龙虾为特色菜肴的大小餐馆近千家，其中龙虾烹饪名店近百家。开发龙虾系列烹饪加工产品达30个，在全国发展会员单位和龙虾加盟店达900余家，遍布全国二十余个省市，而打着“盱眙龙虾”旗号的餐馆则不计其数。龙虾养殖业是整个龙虾产业链的基础和根本，而目前随着科技的发展以及工业污染、农业面源污染以及水系生态平衡逐渐恶化，对于龙虾的产量与品质都产生了巨大的影响。所以建设一套湖泊、河塘的监控系统可以有效的监测水系的情况，提高灾害的预警水平有着迫切的需要。目前信息化水平已经普及，而且随着2009年国家提出物联网的概念，使用各类传感器对于生态环境的监测已经有了相当规模的模型。利用物联网技术，形成一套龙虾养殖的环境数据监测、网络快速传输、后台有效管理、信息及时传送的机制，然后再利用这些数据进行分析，结合一定的预案对各种设备对水体进行改善的综合管理系统。而且还可以由系统自动帮助龙虾养殖环境的控制，提高灾害的预报水平，提升应对能力，给养殖户带来巨大的经济利益。22项目目标利用物联网技术完成龙虾养殖物联网综合平台的建设，实现对龙虾养殖水系水质的实时在线监测、监视和预警；提高灾害预警能力和效率。将监测的水质参数与龙虾的生长、疾病的繁殖相结合，分析水环境对龙虾养殖业的影响，保障龙虾养殖行业的正常生产，提升水产养殖产品的品质与产量。具体建设任务：（1）建设龙虾养殖水系环境监测系统；（2）建立一套有效的数据传输机制，保证数据有效传输；（3）建立一套视频监控系统；（4）建立一套数据接收系统（5）建立一套物联网管理系统，实现实时数据显示，历史数据查询，数据分析及感知设备校验系统。3建设原则（1）统一性原则本项目由多个子系统组成，按照统一性原则把各部分的信息整合在一个应用平台，实现信息统一应用和共享。（2）先进性和成熟性原则按照“先进实用、高效可靠”的原则，采用现有成熟技术和产品，充分利用现有公用通讯网络，使系统具有先进性和较长生命周期。（3）兼容性原则应充分考虑与其他系统兼容性，实现各子系统的高度兼容，确保信息共享。（4）稳定可靠原则系统以无故障运行为目标，从系统结构、技术措施和维护响应能力等方面综合考虑，确保系统具有良好的稳定性、安全性和扩展性。（5）标准化原则3系统采用国家标准和水利行业标准，保证系统的开放性、兼容性和经济性。44总体方案4.1系统总体架构机房系统25U2U数据库服务器2U应用程序服务器2U路由器监测站网络基站终端用户系统部署与组成为了监测养殖场水体情况，在池塘水面建立现场监测站。水面现场监测站的实际部署位置设计根据盱眙龙虾养殖场的现场环境设置。根据水体监测的分布，设置实际的水面现场监测站的位置。从系统部署的角度看，盱眙龙虾养殖环境监测物联网系统主要可分三个部分，分别是水质监测点、养殖场环境监控站和中心机房建设组成。4.2智能感知监测点构建根据龙虾养殖场的环境，采用立杆式水质监测站，实时监测水质参数，提高水质预警的实时性，为保障水质安全提供技术服务。4.2.1功能与性能系统主要包括立杆装置、水质监测设备、视频监控设备、数据采集传输设备、5供电设备等组成。监测水温、溶解氧、pH、浊度、氨氮等参数，监测的数据通过无线方式实时传送到中心站。（1）自动采集在线自动采集水温、溶解氧、pH、浊度、氨氮等参数；监测频次和工作方式可以远程设置；本地存储1个月以上的监测数据。（2）数据传输立杆式水质监测站采用定时自报或召测工作方式；自动采集的水质信息通过无线方式传送到中心站；立杆式水质监测站能接收中心站发出的远程控制指令。（3）现场服务实时视频监控，可360°监控龙虾养殖场周围及池塘环境，当设备故障、异常、监测数据超限等情况发生时，进行自动报警，同时将报警信息发送中心站。4.2.2框架结构立杆式水质监测站的基本结构见图数据采集仪CDMA模块多参数分析仪中心站视频监控设备立杆平台上立杆式水质监测站结构示意图4.2.3技术实现立杆式水质监测站主要由多参数水质分析仪、视频监控设备、数据采集仪、通信设备、供电设备及辅助设备等构成。64.2.3.1多参数水质分析仪（1）多参数水质分析仪构成多参数水质分析仪构成如表5-9所示。多参数水质分析仪包含主机、温度传感器、电导率传感器、pH传感器、溶解氧传感器、自清洗浊度传感器、蓝绿藻传感器、氨离子传感器组成。多参数水质分析仪构成表序号设备名称规格型号单位数量1多参数水质分析仪包括主机、温度、pH、溶解氧、浊度和氨离子等传感器套1（2）多参数水质分析仪技术要求多参数水质分析仪可用于地表水、地下水、水源水、污水口、饮用水、海洋等不同水体在线监测溶解氧、pH、温度、浊度、氨离子等参数。主机参数：1）最大深度：225米；2）操作温度：-5到50℃；3）12V直流电池供电；4）计算机接口：RS232、SDI-12、RS485；5）内存：可存储大于100,000条测量值。温度：热敏电阻法1）范围：-5到50℃；2）精度：±0.10℃；3）分辨率：0.01℃；4）方法：热敏电阻法。溶解氧：荧光法溶解氧1）范围：0到50mg/L；2）精度：≤20mg/L时为±0.2mg/L20mg/L时为±0.6mg/L；73）分辨率：0.01mg/L；4）方法:GB11913-89（电化学探头法）。pH：玻璃电极法1）范围：0到14个单位；2）精度：±0.2个单位；3）分辨率：0.01个单位；4）方法：玻璃电极法、参比电极可填充。浊度：符合ISO7027的光学法，带有自清洗刷1）范围：0到3000NTU；2）精度：100NTU以内为±1%，100到400NTU为±3%，400到3000NTU为±5%；3）分辨率：400NTU以内为0.1，400到3000NTU为1.0；4）方法：光学法、耐磨擦的石英表面。氨离子:1）范围：0到100mg/L-N；2）精度：大于读数的±5%或±2mg/L-N（常规）；3）分辨率：0.01mg/L-N；4）方法：离子选择电极。4.2.3.2实时视频监控功能与性能在立杆式水质检测站上方图像监视站，实时监视监测站附近情况，主要实现以下功能要求：（1）实时视频传输按照预先设定的视频格式及相关配置要求实时传输监控视频（2）远程控制中心站根据需要对图像监视站进行远程控制，发送远程控制指令，如修改采集时间和间隔，控制现场图像监控终端实时采集图像并传输。（3）日夜转换8能自动进行日夜转换，白天采集彩色图片，夜晚采集黑白图片。（4）高清晰图像具有宽动态、低照度、解析度、强光抑制功能，保证图片具有高清晰质量，满足水质监视的要求。主要设备：摄像机监视点位于野外，难以避免背光情况；监视的对象是水面水质分布情况，要求图像资料分辨率高；拍摄水面时会存在反光的现象，且需全天候工作，所以现场监视摄像机需具有高分辨率、低照度、宽动态范围、强光抑制等功能。摄像机主要技术指标要求如下：1）制式：PAL；2）总/有效像素：≥470K；3）水平解析度：≥540TVL（彩色）；4）信噪比：≥50dB(AGCOff)；5）最低照度：彩色