基于物联网技术的水产养殖智能化监控技术与系统

基于物联网技术的水产养殖智能化监控技术与系统一、项目可行性报告

（一）立项的背景和意义

我国水产养殖业的快速发展，对繁荣农村经济，优化产业结构，提高农民生活水平、建设和谐的社会主义新农村具有重要意义。《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020）》已明确将“农业精准作业与信息化”和“畜禽水产健康养殖与疫病防控”纳入优先主题，因此，建设现代化的水产养殖业、发展农村经济和提高水产养殖业在国际市场竞争力，成为我国当前和今后相当一段时间内水产业发展的重要任务。结合浙江省的区位优势和《浙江海洋经济发展示范区规划》，发展现代水产养殖业，对浙江省建设海洋大省和海洋强省具有重要意义。本项目应用现代物联网技术，结合水产养殖特色，构建一套水产养殖水质环境信息感知—无线传感网路和可视化监控—智能化终端控制和预警预报系统，实现高效、生态、安全的现代水产养殖，对构建具有鲜明浙江特色的现代水产养殖新格局，促进我省社会主义新农村建设具有重要推动作用。

统计显示，到2010年，我省水产养殖面积稳定在480万亩，产量达到190万吨，净增20万吨；产值（一产）达到350亿元，新增130亿；出口额达到10亿美元，新增6.5亿美元。但随着我省土地资源紧缺，水产养殖池塘逐步老化、病害多发、效益下降等突出问题，如何提高养殖产品的品质、直接增加了渔农民的经济收入，实现高效、生态、安全的现代水产养殖产业成为我省亟待解决的重大问题。传统的粗放水产养殖方式，采用人工观察，单纯靠经验进行水产养殖的方法，很容易在养殖过程中造成调控不及时，反馈较慢，出现“浮头”和大面积死亡等惨象，造成重大的经济损失，上述方法已经不能满足现代水产养殖精准化和智能化的发展要求。基于上述问题，本项目重点研究水产养殖水质和环境关键因子立体分布规律和快速检测技术、水产养殖智能化和可视化无线传感网络监控系统、开发水产养殖环境关键因子（温度、pH值、溶解氧、

氨氮、盐度和氧化还原电位等）的实时控制技术和智能化管理系统，对提高水产养殖精准化生产和智能化监控具有重要意义，符合我省“生态、健康、循环、集约”水产养殖业发展要求，对促进我省渔业结构调整，促进社会主义新农村建设，提高渔农民生活水平具有重要意义。

（二）国内外研究现状和发展趋势

1. 国内外研究现状

国内外在水产养殖方面，应用无线传感器网络技术已经进行了部分探索和应用研究。Qi等（2011）利用无线传感器网络系统建立了水产养殖和销售可追溯系统。Yoneyama等（2009）建立了罗非鱼胆固醇含量监测的无线传感器网络系统，实现了罗非鱼胆固醇含量的在线快速监测。Zhu等（2010）建立了集约化养鱼水质远程无线传感器网络系统，该系统可根据水质含氧量的历史数据进

+行预警预报，避免经济损失。López等（2009）建立了工厂化养鱼环境pH，NH

4和温度的无线传感网络监测系统。Han等（2009）研发了一套水分监测及自动灌溉控制系统。陈娜娜等（2011）综合应用传感器技术、ZigBee无线传感器网络技术和GPRS通信技术,设计并实现了一个无线监控系统。提出了一种改进的无线传感器网络路由协议,可降低路由消耗,提高可靠性。闫敏杰等（2010）设计了基于无线传感器网络的鱼塘实时在线监测系统，该系统利用无线传感器节点测得监测区域中的温度和溶氧量，并通过Zigbee无线网络将数据传输到终端控制系统，控制系统作出判断同时发出报警信号并控制增氧机的工作状态。史兵等（2011）设计了一种基于无线传感网络的规模化水产养殖智能监控系统，提高了参数控制精度。李道亮和傅泽田设计了一种智能化水产养殖信息系统。马从国等（2007）研发了一套基于现场总线技术的水产养殖过程智能监控系统。李季冬和沈守平（1999）进行了水产育苗温室监控系统与计算机连接分析。祁昕等（2001）研发了水产养殖业用溶解氧检测仪。马祖长和孙怡宁（2003）研发了温湿度检测的无线传感器网络。裘正军等（2007）开展了基于模糊控制与虚拟仪器的灌溉决策系统研究。方旭杰等（2009）研制了基于ZigBee技术的无线智能灌溉系统。史兵等（2011）研发了一种基于无线传感网和可溯源技术相结合的智能系统在工厂化水产养殖中的应用方案。系统利用无线射频识别技术

(RFID)实现了可溯源功能,利用无线传感网技术实现了数据的采集与传输,利用计算机技术实现了对数据的处理分析,并得到控制信号。通过试验,溶解氧、温度、酸碱度(pH)等水环境因子参数控制范围达到了设计要求,可溯源信息写入与读取正确,能够满足工厂化水产养殖智能化的需要。可敬等（2007）研制了一套将单片机、无线RF和GSM技术相结合的水产养殖环境因子无线监控系统，此系统能够在线检测溶解氧浓度、温度等主要环境参数，并能根据环境情况实施对增氧机的控制，业主可远程监控或者通过手机得到水质状况报告。顾群和陆春华（2004）进行了计算机远程监控系统在水产养殖中的应用研究。刘星桥等（2003）开展了水产养殖多环境因子控制系统的研究。刘星桥等（2006）研发了水产工厂化养殖智能监控系统。杨世凤等（2010）研制了一套通过无线以太网(WIFI)连接， LabVIEW程序控制，并通过GSM网络使用户远程监控池塘溶解氧的溶解氧无线监测与控制系统。该系统能够在线检测溶解氧、温度等主要环境参数，并根据环境情况实施对增氧机的控制，业主可远程电脑监控或者通过手机远程监测鱼塘水质状况，并发送增氧命令，进行远程手动启停增氧机。在溶解氧超标时，系统可以自动启停增氧机，并向用户发送报告。

上述应用大都是集中于水产养殖单个指标控制、无线传感器网络信息采集等研究和应用，缺乏系统性和整体性，而且研发的监测系统和控制系统的精准化和智能化程度较低，缺乏系统协同作业能力，推广应用性较差。

2. 发展趋势

现代水产养殖业的发展向着规模化、高度集约化、高效生态安全的方向发展，传统的养殖模式已无法满足现代水产养殖业的发展要求，因此结合现代物联网技术，研究水产养殖水质和环境关键因子立体分布规律和快速检测技术、水产养殖智能化和可视化无线传感网络监控系统、开发水产养殖环境关键因子（温度、pH值、溶解氧、氨氮、盐度和氧化还原电位等）的实时控制技术和智能化管理系统，实现水产养殖业的智能化监控，对发展高效、生态、安全的现代水产养殖业，构建具有鲜明浙江特色的现代水产养殖新格局，促进我省社会主义新农村建设具有重要推动作用。

参考文献

Han, Y.J., Khalilian, A., Owino, T.O., Farahani, H.J. & Moore, S. Development of Clemson variable-rate lateral irrigation system. Computers and Electronics in Agriculture, 2009, 68(1), 108-113.

López M., Martínez S., Gómez J.M.,et al. Wireless monitoring of the pH, NH4+ and temperature in a fish farm. Procedia Chemistry, 2009, 1(1): 445-448.

Qi L., Zhang j., Xu M., et al. Developing WSN-based traceability system for recirculation aquaculture. Mathematical and Computer Modelling, 2011, 53(11-12): 2162-2172.

Yoneyama Y., Yonemori Y., Murata M., et al. Wireless biosensor system for real-time cholesterol monitoring in fish “Nile tilapia”. Talanta, 2009, 80(2): 909-915.

Zhu X., Li D., H D., et al. A remote wireless system for water quality online monitoring in intensive fish culture. Computers and Electronics in Agriculture, 2010, 71: S3-S9.

陈娜娜,周益明,徐海圣, 等. 基于ZigBee与GPRS的水产养殖环境无线监控系统的设计.

传感器与为系统, 2011, 30(3): 108-110.

方旭杰, 周益明, 程文亮, 等.基于ZigBee技术的无线智能灌溉系统的研制.农机化研究, 2009(1)：114－118.

顾群, 陆春华．计算机远程监控系统在水产养殖中的应用．仪表技术与传感器, 2004（10）：38—40.

可敬, 杨世凤, 侯海岭. 水产养殖环境的无线监控系统. 天津科技大学学报, 2007, 22(4): 56-59.

李道亮, 傅泽田。智能化水产养殖信息系统的设计与初步实现.农业工程学报, 2000, 16(4)：135－138.

李季冬, 沈守平.水产育苗温室监控系统与计算机连接的分析.上海水产大学学报, 1999(9)：221－225.

刘星桥, 孙玉坤, 赵德安．水产工厂化养殖智能监控系统．仪器仪表学报, 2006, 27（5）：527—530.

刘星桥, 赵德安, 全力, 等．水产养殖多环境因子控制系统的研究．农业工程学报, 2003, 19（3）：205—208.

马从国, 赵德安, 秦云, 等.基于现场总线技术的水产养殖过程智能监控系统.农业机械学报, 2007, 38(8)：113－115.

马祖长, 孙怡宁. 研发了温湿度检测的无线传感器网络.传感器技术, 2003, 22(12)：57－59.

祁昕, 陈海东, 刘烨.水产养殖业用溶解氧检测仪.传感器技术, 2001(11)：55－56.

裘正军, 童晓星, 沈杰辉, 等.基于模糊控制与虚拟仪器的灌溉决策系统研究.农业工程学报, 2007, 23(8)：165－169.

史兵, 赵德, 刘星桥, 等. 基于无线传感网络的规模化水产养殖智能监控系统. 农业工程学报, 2011, 27(9): 136-140.

史兵, 赵德安, 刘星桥, 等. 可溯源与无线传感网技术在工厂化水产养殖中的应用研究.

渔业现代化, 2011, 38(1): 24-28.

闫敏杰, 夏宁, 侯春生, 等. 基于无线传感器网络的鱼塘监控系统中国农学通报, 2010, 26(16): 388-392.

杨世凤, 齐嘉琳, 李洋, 等. 鱼塘溶解氧无线监测与控制系统研究. 渔业现代化, 2010, 37(6): 11-14.

（三）项目主要研究开发内容、技术关键及主要创新点

1. 研究开发内容

（1）研究水产养殖水质和环境关键因子立体分布规律和快速检测技术。通过立体网格化方法测试水体在典型状态下单点、面、层多方位监测的水质情况，用统计分析方法研究养殖水体综合水质指数变化梯度和分布规律，建立综合水质指数三维立体分布图，并优化选取具有代表性的养殖水体总体状况的监测点。研究水产养殖环境关键因子（温度、pH值、溶解氧、氨氮、盐度和氧化还原电位等）快速检测技术，构建关键因子数字化检测模型，开发环境关键因子的动态实时监测设备。

（2）研究水产养殖智能化和可视化无线传感网络监控系统。系统分析ZigBee、CAN总线技术的分布式网络化技术，研究无线传感器网络的节点定位、应用模式、组织方式、优化布局方案、自组网和深度路由协议、低功耗节能方式等技术，开发水产养殖水质信息和环境关键因子（温度、pH值、溶解氧、氨

氮、盐度和氧化还原电位等）信息的自供电、自组织无线传感网络系统。开发基于视频技术的水产养殖水质和环境关键因子的可视化监控技术和设备，实现水产养殖远程可视化监控。研究水产养殖环境关键因子的预警预报技术，开发智能化监测的预警预报系统。

（3）研究开发水产养殖环境关键因子（温度、pH值、溶解氧、氨氮、盐度和氧化还原电位等）的实时控制技术和智能化管理系统。研究水产养殖的增氧机、抽水泵、取样电磁阀等控制终端的精准控制技术和系统，实现水产养殖的智能化和精准化控制和作业。

2. 技术关键

（1）水产养殖水质信息和环境关键因子信息快速获取技术，构建水质信息三维立体图，实现水产养殖环境关键因子的动态实时监测；

（2）基于无线传感网络的水产养殖智能化、可视化监控技术和预警预报技术，实现水质信息和环境关键因子信息的远程无线传输、可视化监控和预警预报；

（3）开发水产养殖环境关键因子的精准控制技术和智能化管理系统，基于无线传感器网络系统，对增氧机、抽水泵、取样电磁阀等终端进行智能化精准控制和作业。

3. 创新点

（1）水产养殖水质信息和环境关键因子信息的动态监测技术和设备。通过对水质信息单点、面、层多方位监测，建立水质信息三维立体图。研发环境关键因子（温度、pH值、溶解氧、氨氮、盐度和氧化还原电位等）动态监测技术和小型、低功耗、可无线传输的仪器，实现水产养殖信息的动态实时监测。

（2）水产养殖远程可视化监控和预警预报无线传感器网络系统。确定适于不同规模水产养殖的网络应用模式、组织方式、布局方案、自组网和深度路由协议，建立水产养殖可视化监控技术、设备和预警预报系统，实现远程可视化监控和预警预报。

（3）开发水产养殖环境关键因子的精准控制技术和智能化管理系统，基于无线传感器网络系统，实现对水产养殖环境关键因子的24小时实时动态监控，对增氧机、抽水泵、取样电磁阀等终端的全天候智能化控制作业。

（四）项目预期目标（主要技术经济指标、社会效益、技术应用和产业化前景以及获取自主知识产权的情况）

1. 技术经济指标

通过项目实施，可减少水产养殖过程中人力、物力投入，通过信息监控系统和增氧机、抽水泵、取样电磁阀等终端控制系统，结合预警预报系统，可极大避免了因人为管理不当造成的经济损失，从而实现了水产养殖的智能化控制和管理，综合减少成本20%以上，具有良好的经济效益。

2. 社会效益

本项目的实施，实现了水产养殖水质信息和环境关键因子信息的智能化监控、信息的远程无线传输、可视化监控、预警预报和增氧机等终端的智能控制，是水产养殖规模化、集约化、产业化经营发展道路，对扩大养殖规模，实现智能化过程监控和行业技术跨越具有促进作用，对发展浙江海洋经济，改造传统农业，改变农业增长方式，增加农民收入，发展高产、优质、高效、生态、安全的现代农业和农业的可持续发展具有重要意义。同时，项目的实施，提高了农民的现代科技意识和技术应用水平，具有良好的社会效益。

3. 技术应用和产业化前景

水产养殖作为浙江省海洋经济和海洋产业发展的重要组成部分，项目研发的关键技术和设备可广泛应用于水产品的规模化生产，减低人力、物力投入，极力避免人为管理不当造成的经济损失，具有显著的经济效益，在浙江省海洋经济和海洋产业的飞速发展中具有广阔的应用前景。

4. 获取资助知识产权情况

（1）突破水产养殖水质信息综合感知关键技术1项；

（2）开发水产养殖信息无线传感器网络和终端智能控制系统1套；

（3）申请国家发明专利2-3项，实用新型专利2-3项；

（4）发表高水平SCI/EI论文3-5篇。

（五）项目实施方案、技术路线、组织方式与课题分解

1. 实施方案

项目以水产养殖水质和环境信息感知—信息无线传输—智能化控制系统和设备为主线，重点突破水产养殖水质三维立体分布规律和环境关键因子的动态监测技术和设备，信息远程无线传感网络系统、可视化监控系统和预警预报系统，智能化增氧机、抽水机等终端控制系统，实现水产养殖的智能化和可视化监控，节约劳动生产成本，促进农民增收，对促进浙江省海洋经济和海洋产业的飞速发展具有重要意义。根据项目研发核心和重点，具体实施方案如下。

（1）水产养殖水质信息和环境关键因子信息的动态监测技术和设备。用网格化方法测试水体在典型状态下各个断面和各个层面的水质情况，对单因子水质指标进行合成，用统计分析方法研究养殖水体综合水质指数变化梯度和分布规律，建立综合水质指数三维分布图，并优化分析从中选取可以代表养殖水体总体状况的监测点。研究水产养殖环境关键因子（温度、pH值、溶解氧、氨氮、盐度和氧化还原电位等）快速检测技术，构建关键因子数字化检测模型，开发环境关键因子的动态实时监测设备。

（2）研究基于无线传感网络的水产养殖智能化、可视化监控技术和预警预报系统。研究无线传感器网络的节点定技术，从而优化信息采集节点的布局，在全面采集信息的同时，降低成本。根据实际应用，选择合适的应用模式，包括自组织无线传感器网络系统（WSN）模式、GSM信息传输模式、WSN和Internet 结合模式、WSN和作业控制终端模式等。根据节点数量，选择星型或网状等组网方式，确定自组网和深度路由协议、低功耗节能方式等技术。研究视频数据解析、图像解码、在线显示和识别方法，开发基于无线视频技术的水产养殖信息可视化监控技术和设备，实现水产养殖远程可视化监控。研究水产养殖环境关键因子的预警预报方法，建立智能化的环境关键因子预警预报技术体系和预警预报系统。

（3）开发水产养殖环境关键因子的精准控制技术和智能化管理系统。基于无线传感器网络系统获取的水质信息和环境关键因子信息，通过专家系统进行综合评价和分析，结合预警预报系统，实现对水产养殖环境因子的24小时动态监控和预警，通过控制系统，根据精准养殖需要，自动启闭增氧机、抽水泵、取样电磁阀等终端设备，实现终端的全天候智能化控制，大大节约人力成本，提高监控的精准化和智能化水平，满足现代水产养殖高效、安全、生态的发展要求。

2. 技术路线

3. 组织方式与课题分解

通过对项目团队成员专业方向的交叉和资源优化整合，建立项目实施的分工与合作机制，保证项目技术研究和设备系统开发协同前进，确保项目的顺利实施。在项目的实施过程中，通过目标分解，保证项目阶段性目标的完成，同时对后续任务进行合理布局，实现项目总体的衔接。充分发挥每个项目成员的优势和积极性，发挥团队的集体优势，保证项目的顺利完成。

以课题负责人为组织者和协调人，经过充分协商和论证之后，针对项目研究内容和目标，明确任务分工，将课题分解为三个任务小组，分别为水产养殖水质和环境信息感知技术和设备小组，无线传感器网络和可视化监控系统小组、水产养殖终端控制和预警预报系统小组。各小组在确保核心研究内容完成的基

础上，与其他小组进行合理衔接，使目标任务组成有机整体，完成水产养殖智能化监控技术与装备的研发。对扩大养殖规模，实现智能化过程监控和行业技术跨越具有促进作用，对发展浙江海洋经济，改造传统农业，改变农业增长方式，提高了农民的现代科技意识和技术应用水平，具有良好的社会效益,在浙江省海洋经济和海洋产业的飞速发展中具有广阔的应用前景。

（六）计划进度安排

2012.01-2012.06

进一步收集资料、查阅文献，调研，优化项目实施方案。研究用网格化方法测试水体在典型状态下各个断面和各个层面的水质情况；研究水产养殖环境关键因子（温度、pH值、溶解氧、氨氮、盐度和氧化还原电位等）快速检测技术。初步进行水产养殖无线传感器网络的布局设计、节点组织方式等。论文撰写和专利申请。

2012.07-2012.12

开发水产养殖环境关键因子（温度、pH值、溶解氧、氨氮、盐度和氧化还原电位等）快速检测仪器和设备；研究水产养殖水质信息和环境信息预警预报技术；建立水产养殖无线传感器网络的总体布局；开发终端控制软件系统。论文撰写和专利申请。

2013.01-2013.06

开发水产养殖水质和环境因子信息可视化监控技术；开发基于无线传感器网络的远程可视化监控软件系统；开发水产养殖预警预报系统。研发水产养殖增氧机、抽水机等终端的智能控制系统。论文撰写和专利申请。

2013.07-2013.12

综合优化水产养殖水质信息和环境关键因子信息监控技术和装备、无线传感器网络系统、可视化监控设备和预警预报系统，实现水产养殖的智能化和可视化监控。进行项目的应用示范、周边辐射和综合效益评价。论文撰写和专利申请；项目总结、鉴定。

（七）现有工作基础和条件

1. 工作基础

项目申请团队依托所在单位重点建设的“985工程”农业生物与环境科技创新平台、数字农业与农村信息化研究中心和农业机械化工程国家重点学科。项目申请团队依托的研究中心主持了多项数字农业和农业物联网技术相关的国家十一五、十二五科技支撑计划项目和863计划项目，还主持了多余项农业物联网技术、无线传感器网络技术研究相关的国家自然基金项目、省基金重点项目、省重大攻关项目等省部级重点科研项目，研发了多个拥有自主知识产权的农业物联网感知与智能监控系统，发表论文380余篇，SCI收录130余篇、EI 核心库收录200余篇。出版著作和教材10多本，主编国家十五、十一五规划教材各1本。获专利24项、软件著作权12项，获国家星火奖三等奖1项, 浙江省科技进步一等奖1项、二等奖8项、三等奖4项、国家教学成果一等奖1项、省教学成果奖一等奖1项、二等奖2项。为本项目顺利开展和示范应用提供了良好的硬件和软件支撑。依托所在单位强大的工科和农科优势，在农业物联网的传感仪器、无线传感器网络及农业物联网的应用方面均取得了较多的成果，并已经将农业物联网技术在农村推广和应用。

项目申请团队长期从事农业信息实时采集检测技术和仪器、无线传感器网络系统和智能化终端控制技术和装备等方面的研究，曾连续多次获得国家级有关信息采集、无线传输与智能控制领域的项目资助，在农业物联网技术与装备研发，信息感知技术、远程无线网络控制技术和预警预报技术等方面具有丰富的知识和经验，承担了多项农业信息快速感知与智能控制物联网装备与系统研发的重大课题和关键技术研究，奠定了本项目的实施的技术基础。获得了“农业生命信息感知技术与装备”（863计划，编号：2011AA100705），“数字农业信息快速获取技术和产品的开发与应用”（农业科技成果转化基金项目，编号：2009GB23600517）等多项研究项目，在相关研究领域取得了丰硕的研究成果，可保证项目的顺利实施。

项目申请团队将充分利用多学科交叉的优势，汇集了水产养殖、生物系统工程、计算机技术、自动化控制等方面的优秀人才，具备本项目所需的研究知

识和技术支撑条件，在已具备与本课题密切相关的大量研究积累的基础上，确保项目的顺利完成。近几年发表与本项目相关的部分专利、论文如下：

[1]一种无线传感器网络多点准确定位与跟踪方法.发明专利，专利号:

ZL200910095320.9

[2]用光谱技术测定富营养化水体特征参量的方法. 发明专利, 专利号:

200810059485.6

[3]果园生态环境无线传感器网络监测系统. 发明专利, 专利号: 200810121610.1

[4]基于多光谱图像处理的水稻稻叶瘟病检测分级方法. 发明专利, ZL200910097341.4

[5]一种水稻冠层叶瘟病快速诊断系统与方法. 发明专利, ZL200910154289.1

[6]一种植物营养含量检测光谱仪的校正方法. 发明专利, ZL201010115010.1

[7]用光谱技术测定污水化学需氧量的系统. 实用新型专利, 专利号:

ZL200520134361.1

[8]果园环境和土壤信息无线传感器网络监测系统. 实用新型专利,专利号:

ZL200820162577.2

[9]用于果园环境和土壤信息智能传感与无线传输控制器. 实用新型专利, 专利号:

ZL200820162576.8

[10]一种液体样本特征光谱采集装置. 实用新型专利，专利号： ZL200920200567.8

[11]一种光程可调式润滑油透射光谱快速采集装置. 实用新型专利, 专利号:

ZL200920198315.6

[12]Rapid discrimination of fish feeds brands based on visible and short-wave

near-infrared spectroscopy. Food and Bioprocess Technology, 2011, 4(4), 597-602. (SCI)

[13]Application of visible and near infrared spectroscopy for rapid and

non-invasive quantification of common adulterants in Spirulina powder.

Journal of Food Engineering, 2011, 102: 278-286. (SCI)

[14]Applying near near-infrared spectroscopy and chemometrics to determine total

amino acids in herbicide-stressed oilseed rape leaves. Food and Bioprocess Technology, 2010, 4(7): 1314-1321. (SCI)

[15]Determination of acetolactate synthase activity and protein content of

oilseed rape (Brassica napus L.) leaves using visible/near-infrared spectroscopy. Analytica Chimica Acta 2008, 629, (1-2), 56-65. (SCI) [16]Study on mid-infrared transmittance spectroscopy for fast measurement of

crude fat content in fish feeds based on BPNN and LS-SVM. Key Engineering Materials, 2011, 460-461, 816-820. (EI)

[17]Fast Detection of Crude Protein Content in Fish Feeds Based on Infrared

Transmission Spectroscopy and Chemometrics. Proceeding of 17th World Congress of the International Commission of Agricultural and Biosystems Engineering (CIGR), Quebec, Canada, 2010.

[18]Evaluation of Fish Freshness by Visible and Short-Wave Near Infrared

Hyperspectral Imaging Technique. Proceeding of 4th Asian Conference on Precision Agriculture (ACPA), Hokkaido, Japan, 2011.

[19]Determination of effective wavelengths for discrimination of fruit vinegars

using near infrared spectroscopy and multivariate analysis. Analytica Chimica Acta, 2008, 615(1): 10-17. (SCI)

[20]A Pocket PC based field information fast collection system. Computers and

Electronics in Agriculture 2008, 61, (2), 254-260. (SCI)

2. 现有条件

项目申请团队所在学科是国家重点学科，拥有农业部和浙江省重点实验室，在教学科研基础条件、学术研究水平、新技术研究应用等方面为本项目创造了较好的条件。所在单位重点建设的多学科交叉创新平台和多个相关重点建设实验室，具备了良好的实验条件和国内领先的实验设备。项目申请团队将充分利用多学科交叉的优势，汇集了水产养殖、生物系统工程、计算机技术、自动化控制等方面的优秀人才，具备本项目所需的研究知识和技术支撑条件。在技术方法上，申请人在光谱技术、成像技术、图像处理技术等数据处理方面有丰富的经验，研究开发及引入了一些先进的算法，如偏最小二乘法、多元线性回归、聚类分析及判别分析、神经网络、支持向量机、决策树等建模方法，遗传算法、小波分析、主成分分析、独立组分分析、正交信号处理、连续投影算法、回归系数、退火算法、无信息变量去除等特征向量的提取方法，为本项目的技术研

究打下了基础。在无线传感器网络的组网方式，节点定位技术，节能模式，视频处理，专家系统等方面具有良好的经验积累，具备本项目顺利实施所需要的各项实验条件。主要相关仪器设备如下：芬兰Specimen公司的ImSpector V10E 高光谱摄像机；芬兰Specimen公司的ImSpector N17E高光谱摄像机；美国Duncan 公司的MS3100的多光谱摄像机；美国Analytical Spectral Devices 公司的Fieldspec handheld 光谱分析仪；Nexus系列智能傅立叶红外光谱仪Nexus870；日本JASCO公司光谱仪FTIR Spectrometer；美国海洋光学公司（Ocean Optics）USB4000 Miniature Fiber Optic光谱仪；美国Analytical Spectral Devices公司的FieldSpec FR 2500 光谱仪； FT-IR 102F 便携式傅利叶变换热红外光谱仪； WATERS公司WATERS-2695高效液相色谱仪；日本SHIMADZU公司LC-20AT高效液相色谱仪；德国ELEMENTER燃烧法快速定氮仪Rapid N Cube；Minolta Camera公司的叶绿素计 SPAD 502；美国Cropscan多光谱辐射计；UV2800紫外可见分光光度计；Foss NIRSystems 5000光谱仪；无线传感器网络监测设备，可视化视频监控技术与设备等。上述技术基础、仪器和设备可确保项目的顺利实施。

二、经费概算

（一）经费概算列表

省级科技计划项目经费概算表

项目名称：基于物联网技术的水产养殖智能化监控技术与系统金额单位：万元

（二）经费概算说明

1. 对承担单位和相关部门承诺提供的支撑条件进行说明

项目申请单位承诺提供项目实施所需的仪器设备和技术支撑，通过“985工程”农业生物与环境科技创新平台、数字农业与农村信息化研究中心和农业机械化工程国家重点学科，对项目实施过程进行技术和设备支撑，通过申请单位多次主持数字农业和农业物联网相关的国家863计划、国家科技支撑计划、国家自然科学基金、省自然科学基金、省重大科技攻关等项目的经验积累，为项目申请团队进行技术指导、协助和监督，确保项目的顺利开展和实施。

2. 经费概算说明

项目申请经费18万元，其中省财政经费18万元。

（1）设备费2.00万元：其中试制设备费2.00万。用于试制水产养殖智能化可视化监控系统和增氧机等终端控制系统。

（2）材料费 4.52万。用于购买水产养殖智能化和可视化监控设备、DSP 微处理器、控制箱、电缆、安装件、电源转换、环境关键因子传感器、无线射频模块、太阳能板与支架、无线网络中心接收器及交换机、电磁阀、主控、无线摄像头支架、无线视频监控摄像头、多路视频信号接收器、预警预报信号设备等材料。

（3）测试化验加工费1.30万。用于水产养殖水质和环境关键因子的测试化验费用、水质信息感知节点的加工费、水产养殖智能化和可视化监控系统的测试费等。

（4）燃料动力费0.54万。用于电力消耗和交通燃料费用。

（5）差旅费2.00万。用于研究过程中开展科学实验（试验）、实地考察、业务调研、学术交流等所发生的差旅费、交通费用等。

（6）会议费0.54万元。用于项目研究过程中为组织开展学术研讨、咨询等活动发生的会议费用。

（7）合作协作研究与交流费0.70万元。用于项目研究人员出国进行学术交流、参加国际会议或邀请外国专家来华指导工作等费用。

（8）出版/文献/信息传播/知识产权事务费 1.50万。用于发表论文版面费，通讯费，资料费，专利和软件著作权登记申请费。

（9）人员劳务费1.80万。总金额的10%,用于参加本项目研究研究生的科研补助。

（10）专家咨询费0.60万元。用于研究过程中支付给临时聘请的咨询专家的费用。

（11）管理费1.44万。按项目管理相关规定提取申请经费总金额的8%。

（12）激励费1.06万元。按项目管理相关规定，用于项目关键技术研究和仪器设备研发相关人员的激励费用。

消防物联网远程监控管理服务系统解决方案

消防物联网远程监控管理服务系统解决方案

二、其他要求： （一）、为消防部门提供的服务 在30个联网社会单位安装相关设备进行信息采集，实现火警信息实时监控、对火灾自动报警系统和其他建筑消防设施运行状态的实时信息，通过传输媒介发送到远程监控管理中心，具有信息采集、处理、转发、自查、显示等功能。其中火警具有最高优先级别，提供多种火警确认方式；随机查询值班人员在岗状态；提供视频联动接口及其它联动信号；与监控中心对讲功能；实时监测通讯线路，线路故障现场报警并记录；采用并行数据处理机可接收打印机信息；支持键盘、串口和远程遥控编程操作；黑匣子存储各类事件信息，存储报警过程。 （二）、为重点单位用户提供的服务 实现火警信息实时监控； 实现故障信息的及时警示，加强消防设施的维护保养； 提供联网单位消防安全态势分析； 提供消防物联网数据远端WEB查询服务； 提供联网单位消防设施运行态势分析服务。 （三）、系统组成及设置 城市消防物联网监控系统由信息受理系统、信息查询系统、用户服务管理系统、信息终端系统、手机端APP软件五部分组成。 1、城市消防物联网监控管理中心——信息受理系统 城市消防物联网监控管理总中心及分中心可设置在消防支队或其它合适的部位，及时接收联网单位火灾报警控制器及消防水系统的各种状态信息并及时处理。 2、消防监督部门——信息查询系统 消防监督部门领导可实时通过外网登录信息查询系统平台，查看辖区的报警、故障等信息，并能生成年、月报表。

3、联网社会单位——用户服务管理系统 联网社会单位领导可实时通过外网登录用户服务管理系统平台，查看本单位的报警、故障等信息，并能生成月报表。 4、119调度指挥中心及消防大队或中队——信息终端系统 信息显示终端设置在119调度指挥中心及消防大队、中队，通过计算机局域网或数据专线与城市消防物联网监控管理中心进行数据通信，在第一时间接收城市消防物联网监控管理中心确认的火灾报警信息，及时调度出警救援。 5、用户或管理人员手机——手机端APP软件 手机端APP软件支持支持IOS及Android系统，可以实时接收现场设备的报警及故障信息。 （四）、系统结构、系统功能 1、信息受理系统功能 ⑴火警信息实时接收 当火警发生时，用户信息传输装置能够从不同品牌的火灾报警控制器上得到报警的详细信息，并根据实际情况判断报警的级别和类型，然后把相关信息按照标准的协议发送到指定的报警服务器上。实时监控界面显示的内容包主要有报警信息编号、报警单位名称、报警单位联系人、联系人电话、网关编号、探头编号、探头说明、报警平面图、报警单位外观图、报警单位地图等内容，监控人员可以在实时监控的界面中直接打电话或通过视频语音对讲与报警单位联系人确认火灾发生的实际情况，然后根据用户对火警的反馈进行相关的处理。 ⑵火警历史数据管理 实时监控中的数据在管理员处理完以后会在实时监控中消失，数据会自动保存在火警历史数据管理中。火警历史数据管理能够显示所有已经收到的火警的相关信息，比如火警发生时间、地点、探头编号、处理人，处理结果等。 ⑶成灾火警数据管理 成灾火警管理模块可以把每次火灾上报的所有报警关联在一起，同时还可以把火灾的一些统计信息如伤亡人数、经济损失等数据事后进行详细的录入，这样系统就可以统计出各地详细的火灾发生情况。 ⑷故障信息自动接收

基于物联网技术的变电站综合监控系统方案完整版

基于物联网技术的变电站综合监控系统方案标准化管理处编码[BBX968T-XBB8968-NNJ668-MM9N]

基于物联网技术的变电站综合监控系统方案 通信12k1 裴蕾 121903030117 一、物联网简介 物联网 ,英文名称叫“TheInternetofThings”(简称 IOT).通俗地讲 , 物联网就是“物物相连的互联网”.它是通过传感设备,按约定的协议, 把任何物品与互联网相连接, 进行信息交换和通信, 以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。2005 年国际电信联盟 (ITU)发布了《ITU 互联网报告 2005:物联网》,报告指出 ,无所不在的“物联网”通信时代即将来临, 世界上所有的物体从轮胎到牙刷、从房屋到纸巾都可以通过因特网主动进行交换.射频识别技术 (RFID)、传感器技术、纳米技术、智能嵌入技术将得到更加广泛的应用。 电力物联网是实现电力系统信息交换和通信的一种网络.在一个电力物联网系统中,有两种站点,一种是监测中心(MonitoringCenter),另一种是监测站 (MonitoringStation).远动终端 RTU(RemoteTerminal Unit)工作在监测站,主要用于对监测数据进行采集 ,并把数据以规定格式通过串口发送至监测中心.监测中心从各监测站收集监测数据, 并对数据进行加工处理。 电力物联网实现的关键技术之一是监测信息的组织与存储问题.解决数据存储与管理问题的数据库理论和技术发展极为迅速, 应用也非常广泛.以关系型为代表的三种经典 (层次、网状和关系型 )数据库[3]在商务和管理

等事务型的应用领域中取得了很大成功 .但是关系型数据库系统占用内存大 , 数据存取速度较慢 .而电力物联网系统不仅要维护和存储大量的实时数据 ,而且对数据及其处理具有严格的时限性 .在数据通信方面, 目前电力系统已颁布了一系列的电力通信协议 ,如 IEC60870-5、IEC60870-6等[4]. 但随着电力系统的高速发展 ,这些协议已不能完全满足实际应用的需要。 二、系统概述? 传统的变电站监控系统受传统理念和技术的影响，各个子系统都是孤立的，很难做到多系统的综合监控、集中管理，无形中降低了系统的集成度和可用性，增加了系统的管理成本。无人值守智能变电站的使用，让远程、实时、多维、自动的智能变电站综合监控系统成为迫切需要。 变电站物联网监控与管理系统以“智能感知和智能控制”为核心，通过各种物联网技术的集成应用，实现全站主要电气设备、关键设备安装地点以及周围环境的全天候状态监视和智能控制，以满足电力系统安全生产、变电站安全防范、事故报警和责任追溯等要求。 TIP3000智能变电站综合监控系统以物联网为核心技术，通过监测、预警和控制三种手段，对全站主要电气设备、关键设备、安装地点以及周围环境进行全天候状态监视和智能控制，完成各子系统的信息集成,实现集中管理和集成联动，满足电力系统安全生产的要求和变电站安全警卫的要求。

农业物联网系统在水产养殖智能管理解决方案中的应用

农业物联网系统在水产养殖智能管理解决方案中的应用 一、解决方案简介 鱼类养殖已经是十分普遍的养殖项目，但因其肉类鲜美，营养丰富，种类繁多，养鱼业不仅没被众多水产养殖业淘汰，反而呈现出发展上升的态势。随着自然环境的改变，很多珍惜鱼类濒临灭绝，如：娃娃鱼、中华鲟鱼……人工养殖渔业不仅成为满足市场需求的做法，更是保存物种多样性的最佳方式。 随着科技的发展，物联网养殖的出现，传统的养殖模式开始向这一新型养殖方式靠拢。物联网采用无线传感技术、网络化管理等先进管理方法对养殖环境、水质、鱼类生长状况、药物使用、废水处理等进行全方位管理、监测，具有数据实时采集分析、食品溯源、生产基地远程监控等功能。在保证质量的基础上大大提高了产量。 图为：水产养殖户收获场景 二、鱼类养殖中需要监测的几个方面 1、养殖水域环境监测 （1）温度监测 温度是影响水产养殖的重要环境因素之一，这其中包括进水口温度，池内温度，养殖场空气温度等。根据经验总结，在适合的水温范围内：1）水温越高，鱼类摄食量越大，更快生长；2）水温越高，孵化时间越短。计算好合适的水温，对鱼的生长起到重要作用。物联网监测系统可24小时全天候监测养殖水域水体温度，当温度高于或低于设定范围时，系统自动报警，并将现场情况通过短信发到用户手机上，监控界面弹出报警信息。用户可通过重新设置，自动打开水温控制设备，当水温恢复正常值时，系统又会自动关闭。

（2）光照检测 光照时间长短、强弱决定着鱼类生长的繁殖周期和生产品质，光照系统会自动计算水域养殖时鱼类需要的光照时间长短，是否需要开关天窗。 2、养殖水域水质监测 （1）PH值监测 PH值过低，水体呈酸性，会引起鱼类鱼鳃病变，氧的利用率降低，照成鱼类生病或者水中细菌大量繁殖。系统安装PH值测试探头，当水体PH值超过正常范围时，水口阀门自动开启，进行换水。 （2）溶解氧监测 溶解氧的含量关系着鱼类食欲、饲料利用率、鱼类生长发育速度等，当水体溶解氧含量降低时，系统会自动打开增氧泵增氧。 （3）氨氮含量监测 养鱼池塘中的氨氮来源于饵料、水生动物排泄物、肥料及动物尸体分解等，氨氮含量超高，会影响鱼类生长，过高则会造成鱼类中毒死亡，给生产带来重大损失。系统监测氨氮含量，超出正常值范围时，就要对养殖区进行清洁或换水。 图为：液温、PH、氨氮、溶解氧、浊度传感器 三、智能化控制系统 传统的水产养殖大量使用人工，浪费人力，增加成本。或者因为信息采集不及时和残缺，导致能源使用的浪费。而物联网智能系统能更好的规避这些问题： 1、根据水质，自动开启、关闭水口电磁阀进行换水； 2、自动检测养殖区含氧量，无需24小时增氧，当氧量不足时，系统会自动打开增氧泵； 3、养殖区温度过高时，天窗自动开启散热。 四、配置构成 1、信息采集系统：温度传感器、光照强度传感器，水体溶解氧、PH值、氨氮含量、亚硝酸盐含量、水温探头。 用途：用于监测水域影响鱼类生长的各类信息参数，及时消除不利因数。

水产养殖自动化设计方案

水产养殖环境远程监控系统 设计方案 追求至善 凭技术开拓市场/凭服务树立形象 圣启科技？河北

第一部分：概述 (2) 1、养殖业发展现状 (2) 2、水产养殖环境远程监控系统概述 (4) 第二部分：系统组成 (5) 1、养殖水质监测站： (6) 1、1、监测站概述. (6) 1、2、监测站配置. (6) 1、3、传感器选择. (6) 2、数据传输层（数据通信网络）：6 3、远程监控中心 (7) 第三部分：系统功能 (7) 第四部分：系统特点 (12) 结束语 (12)

第一部分：概述 1、养殖业发展现状 渔业作为一种传统产业，在近代得到了快速的发展，并在社会、经济和人们 生活中显现出其重要的地位。特别是水产养殖业，最近30 年里，在全球动物性食

品生产中增长最快，而中国对水产养殖产品的生产贡献率最大， 中国水产品养殖产量约占世界 水产品养殖产量的2/3，养殖产品的质量和安全卫生水平有了较大的提高，但和先进国家相比还 有很大差距。水产养殖业尤其是工厂化养殖过程所用的设施条件还不够完善，机械化、自动化 程度不够高，水处理设备落后，基本为流水式开放系统。近年来，鱼类赖以生存的江河湖泊和浅 海等水体环境受到越来越严重的污染，致使渔业资源日趋衰退，从自然界中捕获到的名、特、优水产品的数量日益减少，另一方面，水产养殖生产经营者多以追求产量和近期经济效益为目标，养殖密度过高，加上保护养殖环境意识淡薄，养殖病害呈逐年加重之势，随之而来的是药物滥用 现象较为普遍，以至于水域环境遭到不同程度的破坏，水产品质量安全得不到有效保障，同时传 统养殖业中大量养殖污水的排放，又加剧了环境污染，使得发展传统养殖业与保护环境的矛盾日 益突出。因此，用具 有占地面积小、用水量少、无污染、不收地域、环境、气候等影响的密集化工厂化集约模式代替传统的粗放型模式势在必行，实现工厂化水产养殖的关键是水产养殖远程监控。 影响水产养殖环境的关键参数就是水温、光照、溶氧，ph值等，水质的好 坏关系到养殖效益、养殖效果、养殖风险等各方面的因素。目前国内的水产养殖业其水质监测基本上仍处于人工取样、化学分析的人工监测阶段，其耗时费力、精确度不高，并且需要有专业人 员进行操作。同时鉴于养殖池群规模大，范围广、来回不方便等特点，传统的靠取水样测水样的 控制方式已经明显不能满足实时性的需要。我们平时如能做到不间断的监控水质的变化情况， 发现问题、及时采用 相应措施进行处理，就能防止养殖对象水体环境的恶化，从而让养殖对象少生病或不生病。

视频监控系统的现状以及未来发展方向(精)

视频监控系统的现状以及未来发展方向视频监控突然之间“ 成了对数字视频芯片提供商而言发展速度最快的市场” 。克里斯 ·戴是加利福尼亚州圣克拉提供数据视频芯片的 Mobilygen 公司总裁兼 CEO ,他在圆满结束了访华 之旅后不久说了上面这番话。如今,视频监控应用正在中国市场以惊人的速度蓬勃发展。 据安全行业协会(SIA 在去年发布的《中国安全市场报告》声称,预计中国的安全与保护市场会从 2005年的 63亿美元猛增至 2010年的 180亿美元。这个市场包括消防安全监控以及安全监控和访问控制领域。 从德州仪器(TI 等老牌公司到 Stretch 和 Mobilygen 这些新兴公司, 都希望牢牢抓住这个大好契机, 他们正在竭力推销针对数字视频服务器 (DVS 、数字视频录像机(DVR 及互联网协议(IP 视频摄像机的视频监控解决方案。许多公司直接把目光对准了新兴的中国市场。 从模拟转向数字技术 市场调研公司 MultiMediaIntelligence 的总裁马克 ·柯尔斯坦提到了推动视频监控设备市场发展的四大技术因素:“ 高性能编解码器、强大的分析技术、百万像素摄像机以及便于从闭路电视(CCTV 迁移到 IP/联网视频监控的所有底层技术。” In-Stat研究公司的首席分析师米歇尔 ·亚伯拉罕说,监控行业正在经历一场转变。据估计, 如今使用的监控视频摄像机 90%以上采用模拟技术。模拟监控系统把同轴线从闭路电视摄像机拉到位置集中的磁带录像机或者硬盘驱动器。 拍摄下来的视频画面压缩到数字视频录像机(DVR 上,以便节省存储空间, 这种做法越来越常见。使用 DVS 系统也日益普及 :模拟视频先经过数字化处理,再经过压缩处理,然后用 IP 进行分包,最后传送到服务器上。

基于物联网技术的水产养殖智能化监控技术与系统

基于物联网技术的水产养殖智能化监控技术与系统一、项目可行性报告 （一）立项的背景和意义 我国水产养殖业的快速发展，对繁荣农村经济，优化产业结构，提高农民生活水平、建设和谐的社会主义新农村具有重要意义。《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020）》已明确将“农业精准作业与信息化”和“畜禽水产健康养殖与疫病防控”纳入优先主题，因此，建设现代化的水产养殖业、发展农村经济和提高水产养殖业在国际市场竞争力，成为我国当前和今后相当一段时间内水产业发展的重要任务。结合浙江省的区位优势和《浙江海洋经济发展示范区规划》，发展现代水产养殖业，对浙江省建设海洋大省和海洋强省具有重要意义。本项目应用现代物联网技术，结合水产养殖特色，构建一套水产养殖水质环境信息感知—无线传感网路和可视化监控—智能化终端控制和预警预报系统，实现高效、生态、安全的现代水产养殖，对构建具有鲜明浙江特色的现代水产养殖新格局，促进我省社会主义新农村建设具有重要推动作用。 统计显示，到2010年，我省水产养殖面积稳定在480万亩，产量达到190万吨，净增20万吨；产值（一产）达到350亿元，新增130亿；出口额达到10亿美元，新增6.5亿美元。但随着我省土地资源紧缺，水产养殖池塘逐步老化、病害多发、效益下降等突出问题，如何提高养殖产品的品质、直接增加了渔农民的经济收入，实现高效、生态、安全的现代水产养殖产业成为我省亟待解决的重大问题。传统的粗放水产养殖方式，采用人工观察，单纯靠经验进行水产养殖的方法，很容易在养殖过程中造成调控不及时，反馈较慢，出现“浮头”和大面积死亡等惨象，造成重大的经济损失，上述方法已经不能满足现代水产养殖精准化和智能化的发展要求。基于上述问题，本项目重点研究水产养殖水质和环境关键因子立体分布规律和快速检测技术、水产养殖智能化和可视化无线传感网络监控系统、开发水产养殖环境关键因子（温度、pH值、溶解氧、

中国视频监控行业的发展、现状及未来资料

中国视频监控行业的发展、现状及未来 （一）中国视频监控行业发展概要 从上世纪80年代初，北京天安门广场安装第一批监控系统开始，中国的安防产业经历了引进、模仿、消化吸收、创新的发展过程。经过30年的发展，中国的安防企业已经达到2万多家，从业人员约100万人;行业总产值达到2300多亿元。其中，安防产品产值约为1000亿元，安防工程市场和服务市场约为1300亿元，全行业实现增加值800多亿元。其中安防电子产品发展较快，年均增长25%左右。 在中国安防产业的构成中，视频监控占据了较大比重，约占55%、出入口控制占15%、防盗报警占12%、其他类别占18%。中国视频监控产品的生产厂商主要集中在广东地区、江浙地区以及京津地区，其中广东地区约占70%，而深圳就集中了约65%的厂商，是国内视频监控产品的发源地和制造基地;江浙地区约占12%，京津地区约占10%，其余地区合计约占8%。国产品牌视频监控产品市场占有率达到六成左右，但高端市场被国际视频监控品牌牢牢占据。国内厂商的产品出了满足国内中低端市场的需求，还有大量产品OEM到国际市场，中国已经成为世界视频监控产品生产大国。 回顾中国视频监控行业的发展，以视频监控技术的发展为轨迹，视频监控行业发展可以分为几个时期： 2005年以前为模拟监控时代; 2005--2008年为数字监控时代; 2009至今，为IP网络监控时代，并朝着高清智能化时代发展。

2005年以前，视频监控长期处于模拟视频监控时代。在这一时期，中国国内的视频监控产品厂商的生产研发能力比较弱，产品主要靠模仿后低价参与市场竞争，厂商的研发基本维持在一些低端技术的研发上，主要资金用于购买机芯、镜头组装摄像机。市场上的视频监控产品以国外品牌为主。国外视频监控产品中国代理商的数量非常多。 模拟时期，视频监控产品的主要类型基本和现在的视频监控产品类型一致。以前端摄像机为例，彩色一体机、道路专用摄像机、日夜转换摄像机、防水型摄像机、红外摄像机、高速球、黑白/彩色枪机、球机、半球等产品当时都已具备，清晰度多以480线为主，甚至当时也有了网络摄像机和网络视频服务器。这一时期的存储问题主要靠录像设备解决。硬盘录像机是最主要的存储产品，包括嵌入式硬盘录像机、PC式硬盘录像机，出现了数字硬盘录像机、矩阵、DVR,有一部分企业做视频采集卡。监视器为黑白/彩色CRT为主，产品较单一。 当时的视频监控设备品牌大都是国外品牌，如索尼、迪奥徕卡、飞利浦、JVC、三星、松下、霍尼韦尔、YAKO、安特、柯士(Camstar)、日立、美国艾斯卡普、美国波尔、韩国大宇、日本精工、腾龙、Computar、富士能、德国博世、派尔高、日本高崎等等。总体而言，这一时期的视频监控产品品牌少，产品种类少，国产品牌更少，国内企业正处于从代理商向生产商转型期。国外产品和品牌基本处于一统天下的局面。 2005年至2008年，数字视频监控技术得到了较大的发展，并很快从数字视频监控向IP网络视频监控的方向发展。国内厂商在这一时期得到了较快发展。杭州海康威视、天津亚安、天地伟业、嘉杰电子、大华、大立、汉邦高科、先进视讯、视霸安保、深圳维智达科技、常州明景、上海冠林、卓扬科技、研祥智能、皓维电子、恒业国际、宏天智、景阳科技、深圳万佳安、图敏科技、创维群欣、三田、深圳威视讯、南京冠之林、红苹果、深圳视鑫达、中晖盈科、昱鑫电子、深圳永辉、日森电子、深圳缔佳、深圳百安信、三立视讯、广州保千里、深圳佳信捷、丽泽智能、深圳威特、深圳智敏、华北工控、响石、博康、英飞拓

电梯物联网和远程实时监控系统方案

电梯物联网和远程实时监控系统方案 2016年11月

目录 1. .......................................................................................................... 系统概述3 2. .................................................................................................................. 系统方案6 2.1 ................................................................................................................ 硬件部分说明 7 2.1.1..................................................................................................................... 服务器 7 2.1.2..................................................................................................................... 工作站 7 2.1. 3............................................................................................... 系统子站光纤交换机 8 2.1.4............................................................................................... 调度中心光纤交换机 9 2.1.5............................................................................................................. 通信管理机 11 2.1.6............................................................................................... 网络硬盘录像机NVR 11 2.1.7............................................................................................................. 视频摄像机 14 2.1.8...................................................................................................... 电梯振动分析仪 15 2.1.9.......................................................................................................... 温湿度采集器 15

物联网智能环境监测系统

《传感器与物联网技 术》 综合报告 题目：智能环境与物联网技术 专业： 学号： 姓名： 提交日期：二О一六年六月 摘要

环境与所有人的日常生活都息息相关，而物联网技术也随着计算机技术，信息技术，以及智能技术的发展越来越多的开始被应用到我们的日常生活中来。本文主要针对物联网技术应用到环境监测中的相关问题进行了分析与探讨。 智能环境利用各种传感器技术，移动计算，信息融合等技术对空气环境，海洋环境,河,湖水质，生态环境，城市环境质量进行全面有效地监控，通过构建全国各地环境质量的检测实现对全国范围内的环境进行实时在线监控和综合分析，建立全国性的污染源信息综合管理系统，为采取环境治理措施和污染预警提供更客观，有效的依据。 关键字：智能环境物联网技术传感器

目录 1引言 (4) 1.1 物联网简介 (4) 1.2智能环境研究的目的和背景 (4) 2需求分析 (4) 2.1智能环境功能需求分析 (5) 2.2各子系统需求分析 (5) 2.2.1大气污染监测子系统需求分析 (5) 2.2.2海洋污染监测子需求分析 (5) 2.2.3水质监测子系统需求分析 (5) 2.2.4生态环境检测子系统需求分析 (5) 2.2.5城市环境检测子系统需求分析 (5) 2.3其他非功能需求分析 (6) 2.3.1可靠性需求 (6) 2.3.2开放性需求 (6) 2.3.3可扩展性需求 (6) 2.3.4安全性需求 (6) 2.3.5应用环境需求 (6) 3详细设计 (6) 3.1各环境监测子系统解决方案 (6) 3.2智能环境监测系统结构图 (5) 3.2.1各子系统环境监测拓扑结构图 (6) 4结论 (12) 参考文献 (13)

一种基于物联网的远程监控系统设计

一种基于物联网的远程监控系统设计 摘要：为了实现工厂、交通等远程监控管理，系统设计采用dm900芯片和cc24300为主实现通信，核心部分主要包括 arm中央控制平台及嵌入式linux操作系统移植，创新之处在于融入了物联网技术并巧妙地移植移植u boot和嵌入式linux操作系统的编译内核配置。按照系统的整个工作软件流程图进行了试验和联调，符合原设计目标，系统具有扩展性，通用性和能与其他监控设备无缝连接等性能，以满足不同工作环境的需要，可为其他基于物联网的远程监控系统所借鉴和参考。 关键词：arm；物联网；嵌入式linux操作系统；远程监控远程监控系统现已成为现代化生产、生活中不可缺少的重要组成部分。目前，监控系列产品种类繁多，大部分广泛应用于交通、医院、银行、家居、学校等安防领域。伴随着对物联网（internet of things）应用研究的不断深入，使得远程监控系统的应用领域更为广泛。本文创新点在于是基于物联网、以arm 内核芯片的嵌入 式系统为核心技术的远程监控系统设计,其中巧妙地移植移植u boot和嵌入式linux操作系统的编译内核配置。虽然主要是关于某市几个重要路口的交通远程监控管理系统的核心设计内容，但亦可为其他基于物联网的远程监控系统所借鉴。 1系统体系结构及功能 本设计系统主要由控制模块、arm中央控制平台、zigbee无线传

输、以太网通信和多个扩展接口等部分组成，实际中可根据需求和使用环境灵活地选用适合的接口进行操作，其体系结构如图1所示。该系统主要是利用rs 232接口实现arm嵌入式系统与zigbee无线系统的连接进而实现网关设备的功能。通过arm中央控制平台和zigbee芯片的rs 232 线路驱动器/接收器max3221芯片来实现串行数据的通信。由于采用了常见的串口作为通信媒介，简化了硬件设计。作为接收命令端的zigbee芯片由于采用的是8051为内核的cpu，时刻处于等待命令状态。arm中央控制平台植入了linux操作系统，当运行了串口实现程序后，就可向zigbee芯片发出采集信息的命令。因此系统主要的软件实现就是linux系统下的串口实现程序的设计。 图1系统体系结构其中检测控制模块可以是温度控制模块、压力控制模块、流量控制模块等等实际监控需检测的参量模块。各检测控制模块通过zigbee模块与arm中央控制平台实现无线连接，组成了一个星型无线智能控制网络。同时arm中央控制平台通过以太网实现与外部远程连接。从而实现远程监控。 1.1arm中央控制平台 在本设计中，arm中央控制平台是系统的核心，主要负责数据采集判断处理。为了提高系统工作效率，设计中采用了atmel公司生产的arm9芯片at91rm9200。由于at91rm9200处理器具有丰富的系统与应用外设及标准的接口，因此根据应用的需要很容易就可实现

水产养殖监测系统的构成要素

水产养殖监测系统的构成要素 水产行业不管是在内地还是在沿海一代都是我国发展的重点对象，本身水产养殖对于水中的各项参数指标就要求很严格，再加上水里所含物质的监测本身比较困难，所以现阶段的淡水鱼养殖对养殖监控系统的要求时越来越高。 水产养殖监测系统主要有水质监测、环境监测、视频监测、远程控制、短信通知等功能，水产养殖监测系统综合利用电子技术、传感器技术、计算机与网络通信技术，实现对水产养殖各阶段的水温、ｐＨ值和溶氧量等各项基本参数进行实时监测与预警，一旦发现问题，能及时自动处理或短信通知相关人员。通过一些控制措施来调节水产养殖的溶解氧、温度、ｐＨ值和水位等养殖水质的环境因子，同时根据水产品不同生长阶段的需求制定出测控标准，通过对水产养殖环境的实时检测，将测得参数和系统设定的标准参数进行比较后自动调整水产养殖生态环境各控制设备的状态，以使各项环境因子符合既定要求。 方法与过程： 水产养殖监测系统总体硬件架构： 水产养殖监测系统主要有水质监测、环境监测、视频监测、远程控制、短信通知等功能，该系统综合利用电子技术、传感器技术、计算机与网络通信技术，实现对水产养殖各阶段的水温、ｐＨ值和溶氧量等各项基本参数进行实时监测与预警，一旦发现问题，能及时自动处理或短信通知相关人员。通过一些控制措施来调节水产养殖的溶解氧、温度、ｐＨ值和水位等养殖水质的环境因子，同时根据水产品不同生长阶段的需求制定出测控标准，通过对水产养殖环境的实时检测，将测得参数和系统设定的标准参数进行比较后自动调整水产养殖生态环境各控制设备的状态，以使各项环境因子符合既定要求。如图２所示，本系统采取分

散监控、集中操作、分级管理的方法，硬件架构主要包括３部分：信息采集模块、信息处理模块、输出及控制模块。 水产养殖监测系统信息采集模块： 已有的水产养殖监测系统都只是用无线传感器网络对水产养殖的环境进行监控，而没有结合之后水产品加工、运输、销售环节的一个追溯需求来对养殖环节中水产品的鱼种、用药情况、饲料情况、患病情况进行记录和做出相关的应对措施。针对上述情况，系统采用ＺｉｇＢｅｅ技术构建一个信息集输入模块，使无线传感器网络和ＲＦＩＤ系统互不干扰。由于ＺｉｇＢｅｅ技术的诸多优点，它与ＧＰＲ组成的混搭型环境监测系统是目前比较流行和有发展潜力的架构。在监测现场，采集终端采用ＺｉｇＢｅｅ技术，实现设备的互联互通，数据汇集于网关节点后通过ＧＰＲＳ与服务器相连，将数据上传到后台数据库服务器。 信息采集输入模块的结构如图４所示。

视频监控系统的发展历程

视频监控系统的发展历程 视频监控技术的发展大致经历了三个阶段： 第一阶段：1984年到1996年，这个阶段以闭路电视监控系统为主，也就是第一代模拟电视监控系统。其传输媒介为视频线。由控制主机进行模拟处理。那时候主要应用于银行、政府机关等高档场所。是一个起起步阶段 第二阶段，九十年代中期至九十年代末，以基于电脑插卡式的视频监控系统为主，这个阶段也被业内人士称为半数字时代。其传输媒介依然是视频线缆。由多媒体控制主机或硬盘录像主机（DVR）进行数字处理和存贮。这个阶段的应用也多限于对安全程度要求较高的场所。这就是初步发展阶段。 第三阶段，九十年代末至今，以嵌入式技术为依托，以网络、通信技术为平台，以智能图像分析为特色的网络视频监控系统为主，自此，网络视频监控的发展也进入了数字时代。网络视频监控的应用不再局限于安全防护，逐渐也被用于远程办公、远程医疗、远程教学等领域。高速发展阶段是从2005 年至现在 视频监控的发展经历了：模拟视频监控、半数字监控、IP数字监控三个阶段.数字化,网络化是视频监控的数字化也是监控技术发展的必然趋势. 全模拟的监控方案：模拟摄像机+磁带机已被淘汰 这个方案的前端采集与后端显示和传输线路都使用模似信号,所以又称为闭路电视监控系统(CCTV)。需要专门铺设线路并且成本高,在长距离传输时视频损耗大,严重影响了后端的显示的效果。也没有完整的针对大量前端的有效管理机制,所有模似信号需要中央视频切换矩阵控制,所以系统容量有限。它采用模似信号存储容量很大,调看录像非常不方便。

半数字化的监控方案：模拟摄像机+DVR 或模拟摄像机+DVS+NVR 这个方案前端和传输采用模似信号,存储则采用数字方式,一般为DVR。前端：早期采用MPEG2,MPEG4压缩方式,效果不是很好,现在有的部分H。264方案。线路也需要专门铺设,成本高并且在较长距离传输时候视频损耗大也影响后端的显示的效果。集成能力：没有完整的针对大量前端的有效管理机制,所有模似信号需要中央服务器的视频卡处理 (一般单台仅支持16路),系统容量有限。存储与回放：事后查阅,需要到专门服务器上进行。 全数字化的监控方案：分散的IP Camera模式 该方案的前端和传输都采用数字信号,且传输基于IP网络进行。 前端：直接采用一体机,内置LINUX微型服务器,直接接入IP网络。由于常用的一体机,其没有集成式的管理,在接入ADSL时,受限于中国的网络固定公网IP很少, IP不固定,需要再依赖于DDNS等第三方服务。并且需要用户的NAT额外设置,使用不方便。这个方案适合于简单的单个消费型的家庭用户。存储与回放：由于一体机前端一般只能接入SD/CF卡等,其容量一般为4G,只能存储最近几小时的视频数据,无法形成真正的录像调阅机制。 全数字化的监控方案： LiveCamera视频监控平台,基于互联网,统一平台,统一管理 该方案的前端,传输,显示都使用数字信号,且于IP网络传输。传输：信号基于IP网络传输,因此适合长距离传输。由于现在的建筑等一般已经安装了的IP网络,因此布线成本低。在没有网络的地方,可以使用电话线 ADSL 方式接入。

物联网智能环境监测系统

物联网智能环境监测系 统 Document number：BGCG-0857-BTDO-0089-2022

《传感器与物联网技 术》 综合报告 题目：智能环境与物联网技术 专业： 学号： 姓名： 提交日期：二О一六年六月 摘要 环境与所有人的日常生活都息息相关，而物联网技术也随着计算机技术，信息技术，以及智能技术的发展越来越多的开始被应用到我们的日常生

活中来。本文主要针对物联网技术应用到环境监测中的相关问题进行了分析与探讨。 智能环境利用各种传感器技术，移动计算，信息融合等技术对空气环境，海洋环境,河,湖水质，生态环境，城市环境质量进行全面有效地监控，通过构建全国各地环境质量的检测实现对全国范围内的环境进行实时在线监控和综合分析，建立全国性的污染源信息综合管理系统，为采取环境治理措施和污染预警提供更客观，有效的依据。 关键字：智能环境物联网技术传感器

目录 1引言 (4) 物联网简介 (4) 智能环境研究的目的和背景 (4) 2需求分析 (4) 智能环境功能需求分析 (5) 各子系统需求分析 (5) 大气污染监测子系统需求分析 (5) 海洋污染监测子需求分析 (5) 水质监测子系统需求分析 (5) 生态环境检测子系统需求分析 (5) 城市环境检测子系统需求分析 (5) 其他非功能需求分析 (6) 可靠性需求 (6) 开放性需求 (6) 可扩展性需求 (6) 安全性需求 (6) 应用环境需求 (6)

3详细设计 (6) 各环境监测子系统解决方案 (6) 智能环境监测系统结构图 (5) 各子系统环境监测拓扑结构图 (6) 4结论 (12) 参考文献 (13) 1引言 物联网简介 物联网是一种新兴技术，其核心内容是将各种信息传感设备和互联网结合起来而形成的一个巨大的网络，实现信息的高速获取和交换，是人类的生产和生活具有更高的智能化。物联网作为一种新理念，却非凭空产生，而是随着传感器技术，无线网络技术，人工智能技术和数据融合技术的发展而出现的。目前的传感器已经能够实现对温度，湿度，声音，光线，辐射等多种环境信号的采集；物联网技术领域也出现了一种Wifi，CDMA以及Adhoc等高速网络接入和容错组网的方式，使得高速数据传输成为可能；人工智能技术经过多年的发展，目前已经能够实现一定程度的自动控制；高性能计算技术的出现也使得海量数据处理和融合不再成为控

企业物联网安全综合监控系统的设计方案

企业物联网安全综合监控系统的设计方案带来的滞后性等缺点已成为企业面临的重要问题。因此，生产安全正成为一个工业和学术界的热点。 物联网的出现，弥补了上述情况的不足，利用物联网全面感知、可靠传递和智能处理等特性，可以改变生产、生活方式，积极推进“三网”融合，充分利用物联网信息化技术手段，提高企业安全生产监督管理能力和水平，促进企业经济效益的提高，减少安全生产事故的发生。物联网通过传感器、射频识别技术、全球定位系统等技术，实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程，采集其声、光、热、电、力学、化学、生物、位置等各种需要的信息，通过各类可能的网络接入，实现物与物、物与人的泛在链接，实现对物品和过程的智能化感知、识别和管理。安全生产的关键问题在于安全事故的提前预警，在事故发生之前能够做出及时的处理。而物联网技术恰恰能解决这一问题，其应用可以使安全生产具有先知、先决的预计能力，能显著提高企业全方位安全防范能力。 文中根据当前企业生产过程中存在的实际生产安全问题，由北京旭航电子新技术有限公司提出了一个基于物联网技术的综合解决方案企业物联网安全综合监控系统，以下将分别从系统的整体设计、功能实现以及应用实例等方面对系统进行综合介绍。 1企业物联网安全综合监控系统设计企业安全监控应急管理信息系统是一个多层面、多角度、多业务的综台信息系统。它既是多系统的复杂组合。又是统一而完整的复杂系统。从不同角度或是不同层次来划分，可以将系统划分成不同的体系结构。系统将各种安全监控设备和人们周围的网络联系在一起，正如图1所示。 该系统主要由基于传感器网络的物联网中继、网关设备、基站、普通手机、笔记本、台式PC机、IPAD手持终端等组成。这些集成了无线传感器网络的物联网接线板可以自主形成一个多跳的网络，连接在其上的各种安全监测传感器通过传感器网络及有线网络向中继发送数据，再通过CPM服务器处理以比较直观的方式呈现给用户，同时在系统数据库中保存记录。同时设备本身的状态信息等也可以传输到服务器，便于管理。用户可以通过各种终端设备远程登录管理系统。实时监控各种安全情况。并能随时查看并及时预警安全问题，避免安全事故的发

物联网水产养殖智能监控系统方案

CICTA 中欧农业信息技术研究所 https://www.wendangku.net/doc/1612340774.html,:8088/lab_cn/system/index.php?detail=1&id=8 水产养殖环境智能监控系统 1、系统简介 水产养殖环境智能监控系统是面向水产养殖集约、高产、高效、生态、安全的发展需求，基于智能传感、无线传感网、通信、智能处理与智能控制等物联网技术开发的，集水质环境参数在线采集、智能组网、无线传输、智能处理、预警信息发布、决策支持、远程与自动控制等功能于一体的水产养殖物联网系统。 养殖户可以通过手机、PDA、计算机等信息终端，实时掌握养殖水质环境信息，及时获取异常报警信息及水质预警信息，并可以根据水质监测结果，实时调整控制设备，实现水产养殖的科学养殖与管理，最终实现节能降耗、绿色环保、增产增收的目标。 2、系统组成 该系统由水质监测站、增氧控制站、现场及远程监控中心等子系统组成。 水质监测站可以选装溶解氧传感器、pH传感器、水位传感器、盐度传感器、浊度传感器等，配合智能数据采集器，主要实现对养殖场水质环境参数的在线采集、处理与传输。 增氧控制站包括无线控制终端、配电箱、空气压缩机与曝气增氧管道（或增氧机），无线控制终端汇聚水质监测站采集的信息，根据不同养殖品种对溶解氧的需求，通过算法模型控制增氧设备动作。 现场监控中心包括WSN无线接入点和现场监控计算机，无线控制终端汇聚的数据通过无线接入点汇总到现场监控计算机，用户可在本地查询水质参数数据，同时监控计算机对数据进行分析处理，做出控制决策，通过无线接入点向配电箱发送控制指令。 远程监控中心通过GPRS远程接入点接收无线控制终端汇聚的数据信息，用户可以通过手机、PDA、计算机等信息终端远程查询水质信息，同时也可通过对数据进行分析处理，做出控制决策，远程控制增氧设备。

2020年(发展战略)视频监控发展

（发展战略）视频监控发展

随着IP视频监控市场的迅速增长，视频监控中心管理系统的作用越来越重要，已逐步成为产业格局中的决定性因素。产业链上下游的大批企业纷纷投入到视频监控中心管理系统的研发中。市场竞争主体从传统的视讯企业扩大到包括IT企业和运营商于内的多种主体，壹些原来于广播电视业拥有强大实力的企业也投身到视频监控中心管理系统研发领域，且带来了广电行业中先进的数字视频处理技术，以及于网络化、大型系统建设取得的经验和优势，成为推动视频监控中心管理系统发展的强大力量。 视频监控平台产品自2000年前后出现后，于发展初期，壹直发展缓慢，当时大部分用户于建设视频监控系统时，因系统规模小;往往偏重于考虑前端设备的购置而忽视平台，对需要多少个摄像头，需要多少个DVR，需要多少的存储空间等非常重视，觉得将钱花于摄像机或电视墙上才是“立竿见影”，而购买平台总觉得没必要。近几年，安防产业迎来了数字化监控的革命时代，系统规模越来越大，使视频监控平台发展进入了快车道。于发展过程中，平台产品设备化克服了软件项目化的缺点，以其高可靠、高性能、高集成的优势逐渐为客户所认可，成为了平台市场的主流。 壹、软件平台项目化交付的代价 从客户方面来见，视频监控中心管理软件平台项目化交付于技术或产品不成熟或相对短缺的年代是高端客户的唯壹选择，但这样的选择的代价是非常痛苦的。 首先，软件平台项目化交付的软件生命周期较短，软件开发时适应的是企业当时的管理环境和管理方法，壹旦日后企业的管理环境和管理方法发生改变，对软件自然就要进行大的改变，甚至推倒重来。任何项目无论当时的设计和思想有多先进或全面，但总有结

物联网智能安防监控系统方案

物联网智能安防监控系统方案 人们生活水平的不断提高，同时居住环境也不断在升级，越来越重视自己的个人安全与财产安全，以及对家庭住宅的小区的安全方面也及其重视，同时，经济的快速的发展，城市流动人口也急剧增加，这给社会治安带来了一个大难题，为了要保障小区的安全，防止偷抢事件发生，那么就必须有自己的一套防范系统。 智能家居安防系统是传感技术、无线电技术、模糊控制技术等多种技术为一体的综合应用，利用现代的宽带信息网络和无线电网络平台，将家电控制、家庭环境控制、家庭监视监测、家庭安全防范、家庭信息交流、家庭娱乐、小区管理和服务集为一体构成的智能系统产品，是具有较强的技术性和前瞻性的新产品。这套系统包含门磁传感器、红外广角探测器、红外幕帘探测器等。 智能安防监控五大系统 防盗报警系统

防盗报警系统是通过安装在防护现场的各种入侵探测器对所保护的区域进行人员活动的探测，一但发现有入侵行为的时候产生报警信号，以达到防盗的作用。 视频监控系统 视频监控系统是以图像监视为手段，对现场图像进行实时监视与录像。视频监控系统可以让安保人员直观的掌握现场情况，并能通过录像回放对事件进行分析和取证。视频监控系统是安防系统的重要组成部分，当前视频监控系统与防盗报警系统有机的结合在一起，形成了一个更为可靠的监控系统。 出入口控制系统 出入口控制系统又称门禁系统，其功能是控制人员的出入，还能控制人员在防范区域内的活动。在防范区域内，必须使用各类卡内、密码或通过生物识别技术经控制装置识别确认，才能通过。停车场管理系统实际上也属于出入口控制系统。 楼宇对讲系统 楼宇对讲系统为访客与室内人员提供双向通话或可视通话、遥控开锁以及报警功能。 电子巡更系统 在大型楼宇或室内外场所中，出入口很多，来往人员复杂，必须有专人巡逻，较为重要的地点应设巡更点或巡更路线，定期进行巡逻。电子巡更系统是安保人员在规定的巡更路线上，在指定的时间和地点向中心控制室传送巡更信号，以表明巡视过相关路线和地点。