本發(fā)明屬于無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于物聯(lián)網(wǎng)的水產(chǎn)養(yǎng)殖智能綜合監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

當(dāng)今社會(huì)，信息和通信技術(shù)的進(jìn)步給人們的日常生活和學(xué)習(xí)帶來(lái)了極大的便捷，通信技術(shù)的發(fā)展為社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步做出了不可比擬的貢獻(xiàn)。目前物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展迅速，引領(lǐng)繼互聯(lián)網(wǎng)和通信技術(shù)之后的第三次科技革命。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，促進(jìn)了科技的進(jìn)步，給傳統(tǒng)行業(yè)帶了了極大地變革，各個(gè)行業(yè)都在進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)與本行業(yè)結(jié)合的嘗試。

農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)產(chǎn)品管理領(lǐng)域的應(yīng)用實(shí)例，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)、物流、加工、銷(xiāo)售以及消費(fèi)者之間的信息的共享，為保障食品安全和建立農(nóng)產(chǎn)品品牌提供技術(shù)基礎(chǔ)。將自動(dòng)識(shí)別、無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)處理等技術(shù)相結(jié)合的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，有助于實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)地環(huán)境、種子、種(養(yǎng))植、收獲、銷(xiāo)售、流通等全過(guò)程的數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)處理。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)將農(nóng)業(yè)流通過(guò)程進(jìn)行整合，使各個(gè)過(guò)程信息互聯(lián)互通，這樣就達(dá)到了對(duì)農(nóng)產(chǎn)品流通鏈信息的無(wú)縫感知和生產(chǎn)過(guò)程中的智能控制。為消費(fèi)者、監(jiān)管者和生產(chǎn)者等提供有用的信息服務(wù)。

近幾十年來(lái)人們生活越來(lái)越好，消費(fèi)習(xí)慣更是發(fā)生了顯著變化，更加傾向于健康安全的食品，尤其是魚(yú)類(lèi)等水產(chǎn)品的需求逐年遞增。我國(guó)人口眾多，水產(chǎn)消耗量大，同時(shí)，我國(guó)又擁有綿長(zhǎng)的海岸線(xiàn)，水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)發(fā)達(dá)，據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)是水產(chǎn)養(yǎng)殖行業(yè)規(guī)模是世界第一，同時(shí)水產(chǎn)貿(mào)易量也是世界第一。約占世界水產(chǎn)總交易額的六成以上。水產(chǎn)品的安全問(wèn)題關(guān)系重大，一方面是國(guó)民健康，另一方面是農(nóng)業(yè)發(fā)展和農(nóng)民增收，是一件關(guān)乎社會(huì)穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)發(fā)展的大事。世界銀行、糧農(nóng)組織以及國(guó)際糧食政策研究所在今年二月份發(fā)表的《2030年漁業(yè)展望：漁業(yè)及水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)前景》指出：作為水產(chǎn)交易量巨大的中國(guó)，其發(fā)展?jié)摿薮?，?030年中國(guó)的食用魚(yú)數(shù)量將占全球的將近四成以上。中國(guó)、日本、韓國(guó)以及其他水產(chǎn)業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家，都在積極部署投資，以滿(mǎn)足這么大的消耗量。

與我國(guó)發(fā)達(dá)的水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)相對(duì)應(yīng)的是一個(gè)不協(xié)調(diào)的現(xiàn)象，即我國(guó)水產(chǎn)品類(lèi)的溯源體系建設(shè)十分落后，以至于近年來(lái)出現(xiàn)多起水產(chǎn)品質(zhì)量安全事件，不僅在國(guó)內(nèi)引起了廣泛關(guān)注，在國(guó)際上也受到了許多國(guó)家的報(bào)道，對(duì)我國(guó)水產(chǎn)行業(yè)的發(fā)展造成了嚴(yán)重的沖擊。所以構(gòu)建水產(chǎn)品質(zhì)量安全溯源系統(tǒng)是日后水產(chǎn)行業(yè)的一大目標(biāo)。水產(chǎn)養(yǎng)殖監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是水產(chǎn)品溯源系統(tǒng)的一個(gè)子系統(tǒng)。目前，我國(guó)還沒(méi)有智能化、綜合性的水產(chǎn)養(yǎng)殖監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種智能化、綜合性的水產(chǎn)品養(yǎng)殖監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，以便能夠及時(shí)、正確地對(duì)水產(chǎn)養(yǎng)殖過(guò)程進(jìn)行全面監(jiān)測(cè)，以滿(mǎn)足水產(chǎn)品溯源系統(tǒng)的需求。

本發(fā)明提供的智能化、綜合性的水產(chǎn)品養(yǎng)殖監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其主要功能為：

監(jiān)控水產(chǎn)品養(yǎng)殖、收獲、加工生產(chǎn)環(huán)節(jié)的信息，同時(shí)提供監(jiān)控報(bào)警、監(jiān)控反饋功能；

監(jiān)控生產(chǎn)業(yè)務(wù)環(huán)境各種靜態(tài)數(shù)據(jù)、動(dòng)態(tài)視頻、理化指標(biāo)信息，同時(shí)提供監(jiān)控報(bào)警、監(jiān)控反饋的功；

通過(guò)視頻、音頻等技術(shù)手段提供遠(yuǎn)程診斷及指導(dǎo)；

系統(tǒng)通過(guò)不同的權(quán)限設(shè)定，為各監(jiān)管部門(mén)提供監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)查詢(xún)及互動(dòng)服務(wù)。

該系統(tǒng)采用太陽(yáng)能、風(fēng)能進(jìn)行自供電，通過(guò)ap組網(wǎng)方式，采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)橋接模式，是集水產(chǎn)品養(yǎng)殖水上水下環(huán)境的視頻信息和氣象信息數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)、傳輸和管理于一體的無(wú)人值守的智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。通信方式包括雙頻遠(yuǎn)距wifi、gprs和短信。該系統(tǒng)突破農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)與食品質(zhì)量安全控制體系中的數(shù)據(jù)獲取、傳輸、融合與處理技術(shù)，包含多元數(shù)據(jù)感知與計(jì)算引擎等一批引擎庫(kù)。通過(guò)產(chǎn)地環(huán)境感知設(shè)備對(duì)水產(chǎn)品生長(zhǎng)環(huán)境進(jìn)行檢測(cè)，從而及時(shí)掌握影響水產(chǎn)品生長(zhǎng)的一些環(huán)境參數(shù)，并根據(jù)參數(shù)變化適時(shí)調(diào)控如保溫系統(tǒng)等系統(tǒng)，確保水產(chǎn)品有最好的生長(zhǎng)環(huán)境，以提高產(chǎn)量、保證質(zhì)量。

智能綜合檢測(cè)系統(tǒng)使用的硬件主要有五種：

傳感器：分為基本傳感器和農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測(cè)傳感器；基本傳感器用于檢測(cè)空氣和水下溫度、空氣濕度、風(fēng)向、風(fēng)速、光照強(qiáng)度、水壓、水ph值、溶氧量等基本數(shù)據(jù)；農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測(cè)傳感器用于檢測(cè)農(nóng)業(yè)環(huán)境污染參數(shù)，如重金屬傳感器、亞硝酸鹽傳感器等；

視頻監(jiān)控?cái)z像機(jī)：包括水下高清攝像機(jī)、球機(jī)攝像頭、帶云臺(tái)攝像頭；

供電裝置：風(fēng)力渦輪機(jī)、太陽(yáng)能電池板；

數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換裝置：數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器；

數(shù)據(jù)傳輸裝置：采用多域異構(gòu)云通信平臺(tái)。

本發(fā)明提供的智能化、綜合性的水產(chǎn)品養(yǎng)殖監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，分為四個(gè)部分：供電裝置、數(shù)據(jù)采集裝置、數(shù)據(jù)傳輸裝置、軟件系統(tǒng)。

（一）供電裝置

智能綜合檢測(cè)系統(tǒng)在戶(hù)外如大海、湖泊或岸邊工作，電能的供應(yīng)有限且不穩(wěn)定，所以需要一個(gè)可靠的發(fā)電設(shè)備?？紤]到中國(guó)北部和東部的氣候特點(diǎn)，風(fēng)能和太陽(yáng)能之間有個(gè)時(shí)間空間的互補(bǔ)原理。在24小時(shí)范圍內(nèi)，白天的太陽(yáng)輻射較高但風(fēng)速相對(duì)較低，晚上風(fēng)速大幅上升但陽(yáng)光消失。在一年范圍內(nèi)，太陽(yáng)能資源在夏季和冬季達(dá)到頂峰，而風(fēng)能資源卻在春天和秋天達(dá)到頂峰。

考慮到這個(gè)特點(diǎn)，智能綜合檢測(cè)系統(tǒng)的供電裝置采用風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電機(jī)組供電，包括：一個(gè)風(fēng)力渦輪機(jī)、一個(gè)太陽(yáng)能電池板和一個(gè)蓄電池充電控制模塊；是集太陽(yáng)能、風(fēng)能控制為一體的智能供電裝置。風(fēng)光互補(bǔ)充放電控制設(shè)備可控制太陽(yáng)能電池和風(fēng)力發(fā)電機(jī)同時(shí)對(duì)蓄電池進(jìn)行智能充電。設(shè)備操作方便，具有防雷、防反充、過(guò)電壓自動(dòng)剎車(chē)、蓄電池反接和開(kāi)路保護(hù)等完善的保護(hù)功能。

（二）數(shù)據(jù)采集裝置

數(shù)據(jù)采集裝置包括基本傳感器、數(shù)據(jù)采集儀、監(jiān)控?cái)z像機(jī)。

基本傳感器，用于測(cè)量水產(chǎn)品生長(zhǎng)環(huán)境的空氣和水下溫度、空氣濕度、風(fēng)向、風(fēng)速、光照強(qiáng)度、水壓、水ph值、溶氧量等基本要素，傳感器的種類(lèi)和數(shù)量根據(jù)實(shí)際需要可靈活配置。

數(shù)據(jù)采集儀集合數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)、傳輸和管理為一體。數(shù)據(jù)采集儀從傳感器接收傳感數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，然后立刻存儲(chǔ)或轉(zhuǎn)發(fā)至數(shù)據(jù)傳輸單元。數(shù)據(jù)采集儀使用通用數(shù)據(jù)接口，除基本傳感器之外，還可靈活接入各類(lèi)農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測(cè)傳感器，如重金屬傳感器、亞硝酸鹽傳感器等。

監(jiān)控?cái)z像機(jī)用于對(duì)水產(chǎn)養(yǎng)殖典型場(chǎng)景如魚(yú)塘、湖泊、大海等典型環(huán)境進(jìn)行視頻監(jiān)控，其應(yīng)用場(chǎng)景和視頻監(jiān)控需求如下：

標(biāo)清視頻監(jiān)控：

利用模擬攝像頭、帶云臺(tái)攝像頭、球機(jī)攝像頭對(duì)水面上方環(huán)境和岸上環(huán)境情況進(jìn)行視頻信息采集、壓縮編碼、信息數(shù)據(jù)傳輸、海量存儲(chǔ)、手動(dòng)監(jiān)控。

高清視頻監(jiān)控：

1）利用水下高清攝像頭對(duì)水面下方水產(chǎn)品生長(zhǎng)情況和環(huán)境情況進(jìn)行視頻采集、壓縮編碼、視頻傳輸、海量視頻信息存儲(chǔ)與管理、手動(dòng)監(jiān)控；

2）以安防為目的，在水面上方和岸上部署少量帶云臺(tái)高清攝像頭，當(dāng)模擬攝像頭檢測(cè)到有異常事件時(shí)，系統(tǒng)控制高清攝像頭轉(zhuǎn)向事件發(fā)生方向，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)焦，進(jìn)行進(jìn)一步分析處理，主要跟蹤和分析突然闖入、快速移動(dòng)等監(jiān)控目標(biāo)；

3）水產(chǎn)品病害檢測(cè)。通過(guò)提取拍攝畫(huà)面的水產(chǎn)品病態(tài)特征信息，與專(zhuān)家知識(shí)庫(kù)中的信息進(jìn)行特征學(xué)習(xí)與識(shí)別，從而確診并進(jìn)行記錄。通過(guò)多點(diǎn)視頻監(jiān)控，對(duì)受病害水產(chǎn)品和群體個(gè)數(shù)進(jìn)行觀察，統(tǒng)計(jì)計(jì)算百分比數(shù)量，當(dāng)數(shù)值超過(guò)預(yù)設(shè)值時(shí)，及時(shí)向系統(tǒng)反饋警告信息。

（三）數(shù)據(jù)傳輸裝置

采用多域異構(gòu)云通信平臺(tái)，使通信更加可靠方便且節(jié)省成本。并使用太網(wǎng)、wifi和gprs三種通信方式；該通信平臺(tái)除了需要實(shí)現(xiàn)三種通信方式之外，還根據(jù)不同的農(nóng)業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景，用于功率、速率、時(shí)頻資源的自管理、自調(diào)節(jié)、自配置。

(1)自管理

①存儲(chǔ)傳感器類(lèi)型信息

云通信平臺(tái)上設(shè)置有一個(gè)外部flash，用于存儲(chǔ)每個(gè)與平臺(tái)通信的主節(jié)點(diǎn)下面的從節(jié)點(diǎn)包含哪些類(lèi)型的傳感器。在初次使用云通信平臺(tái)時(shí)，先遍歷所有存在的傳感器，傳感器對(duì)平臺(tái)發(fā)出信息，告知平臺(tái)它自己是什么類(lèi)型的傳感器。平臺(tái)中的flash對(duì)每個(gè)主節(jié)點(diǎn)及主節(jié)點(diǎn)下的多個(gè)傳感器進(jìn)行編號(hào)，并記錄下每個(gè)主節(jié)點(diǎn)下面所有的傳感器類(lèi)型。以備當(dāng)服務(wù)器需要某種類(lèi)型的信息時(shí)，平臺(tái)可以快速找到相對(duì)應(yīng)類(lèi)型的傳感器，對(duì)它發(fā)出指令，令它傳送當(dāng)前時(shí)刻的信息。

由于外部flash已經(jīng)將這些傳感器類(lèi)型都存儲(chǔ)下來(lái)了，就避免了每次需要某種信息的時(shí)候都遍歷所有的傳感器，大大節(jié)省了時(shí)間和資源。

如果添加、減少或改變傳感器的數(shù)量或類(lèi)型，只需傳感器重新向平臺(tái)發(fā)送自己的類(lèi)型信息，就可以在flash上覆蓋已有的信息。

②設(shè)置采集信息間隔時(shí)間

平臺(tái)可以根據(jù)自己的實(shí)際需要，設(shè)置每隔多長(zhǎng)時(shí)間要求主節(jié)點(diǎn)給平臺(tái)自己發(fā)送信息以及需要何種信息。如果主節(jié)點(diǎn)眾多，平臺(tái)也可以依次要求每個(gè)主節(jié)點(diǎn)給自己發(fā)送信息，每次要求的間隔時(shí)間可以根據(jù)情況設(shè)置。

③自檢

平臺(tái)在同一時(shí)刻只能與一個(gè)主節(jié)點(diǎn)通信，在這個(gè)時(shí)刻，其他主節(jié)點(diǎn)都處于空閑狀態(tài)。平臺(tái)可隨機(jī)要求地理位置較近且管轄了相同類(lèi)型傳感器的兩個(gè)主節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信，對(duì)一些近距離內(nèi)不會(huì)變化太大的指標(biāo)進(jìn)行檢查比較，如溫度、濕度等。這個(gè)過(guò)程稱(chēng)為自檢。

一個(gè)管轄有溫度傳感器的主節(jié)點(diǎn)向另一個(gè)離自己地理位置較近的同樣管轄有溫度傳感器的主節(jié)點(diǎn)發(fā)送自己所得到的溫度，接收溫度值的主節(jié)點(diǎn)將接收到的溫度與自己所得到的溫度進(jìn)行比較。如果比較兩個(gè)溫度值的偏差小于某個(gè)之前設(shè)定過(guò)的允許范圍，則視為運(yùn)行正常；如果偏差大于允許范圍，則視為運(yùn)行出錯(cuò)。

在出錯(cuò)的情況下，如果離這兩個(gè)主節(jié)點(diǎn)地理位置較近的主節(jié)點(diǎn)還有管轄有溫度傳感器的主節(jié)點(diǎn)，則這兩個(gè)主節(jié)點(diǎn)需要依次向第三個(gè)主節(jié)點(diǎn)發(fā)送自己所得到的溫度，由第三個(gè)主節(jié)點(diǎn)進(jìn)行比較。比較可能會(huì)得出前兩個(gè)主節(jié)點(diǎn)中有一個(gè)主節(jié)點(diǎn)給出了錯(cuò)誤數(shù)據(jù)，此時(shí)需通過(guò)云通信平臺(tái)向服務(wù)器發(fā)送信息，告知哪一個(gè)主節(jié)點(diǎn)下的溫度傳感器異常，需人工檢修；比較也可能會(huì)得出三個(gè)主節(jié)點(diǎn)提供的溫度值的偏差均大于允許范圍，此時(shí)需要尋常第四個(gè)主節(jié)點(diǎn)繼續(xù)檢查，直到找出異常傳感器所屬的主節(jié)點(diǎn)為止。在自檢過(guò)程中，如果平臺(tái)要求它們其中的某個(gè)主節(jié)點(diǎn)給自己發(fā)送信息，則立刻終止自檢程序，優(yōu)先響應(yīng)平臺(tái)的要求。

④優(yōu)先響應(yīng)

只要在有互聯(lián)網(wǎng)覆蓋的地區(qū)，人們都可以通過(guò)電腦查詢(xún)通信平臺(tái)上傳至服務(wù)器的信息。

如果服務(wù)器未接收到任何指示，那么平臺(tái)會(huì)一直按照自己原定的順序依次向各個(gè)主節(jié)點(diǎn)發(fā)送要求傳送信息的指令。如果服務(wù)器接收到電腦發(fā)來(lái)的指示，需要先看某一種指標(biāo)或某些種指標(biāo)，服務(wù)器會(huì)將這個(gè)指示發(fā)給平臺(tái)。平臺(tái)通過(guò)外部flash中存儲(chǔ)的傳感器類(lèi)型的信息，尋找一個(gè)可以檢測(cè)相應(yīng)指標(biāo)的傳感器節(jié)點(diǎn)，使這個(gè)從節(jié)點(diǎn)所屬的主節(jié)點(diǎn)優(yōu)先向平臺(tái)發(fā)送信息。發(fā)送完這個(gè)插隊(duì)信息后，平臺(tái)從剛才中斷的地方依舊按照原有的順序繼續(xù)進(jìn)行指令發(fā)送和接收信息。

(2)自調(diào)節(jié)

①自動(dòng)調(diào)節(jié)采集信息間隔時(shí)間

在自管理部分中介紹了平臺(tái)可以設(shè)置采集信息的間隔時(shí)間。除此之外，平臺(tái)還可以根據(jù)具體情況自動(dòng)調(diào)節(jié)間隔時(shí)間。

當(dāng)平臺(tái)分析出在某小段時(shí)間內(nèi)，采集到的相同類(lèi)型的指標(biāo)隨時(shí)間變化明顯加快，則會(huì)自動(dòng)將采集信息的間隔時(shí)間變小。當(dāng)平臺(tái)分析出相同類(lèi)型的指標(biāo)雖時(shí)間變化明顯減慢，則會(huì)自動(dòng)將間隔時(shí)間變大。

這樣可以保證各指標(biāo)信息可靠的實(shí)時(shí)更新，也可以在指標(biāo)變化較慢時(shí)，有效的減少資源的損耗。

②自動(dòng)調(diào)節(jié)功率

當(dāng)主節(jié)點(diǎn)沒(méi)有在發(fā)送或接收信息的時(shí)候，如果仍舊使它工作在較高的功率下，會(huì)導(dǎo)致電力資源的浪費(fèi)。當(dāng)主節(jié)點(diǎn)空閑時(shí)，平臺(tái)會(huì)自動(dòng)將它調(diào)節(jié)到一種低功耗的工作模式，以節(jié)省用電。當(dāng)它需要發(fā)送或接收信息時(shí)，平臺(tái)再自動(dòng)將它的功率調(diào)節(jié)到正常工作所需的值。

③時(shí)鐘同步

平臺(tái)在同一時(shí)刻只能與一個(gè)主節(jié)點(diǎn)通信，在這個(gè)時(shí)刻，其他主節(jié)點(diǎn)都處于空閑狀態(tài)。平臺(tái)可隨機(jī)要求任意兩個(gè)主節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信。被選中的兩個(gè)主節(jié)點(diǎn)中，一個(gè)向另一個(gè)發(fā)送自己此刻的時(shí)間，另一個(gè)將接收到的時(shí)間與自己時(shí)鐘的時(shí)間進(jìn)行比較。

如果兩個(gè)時(shí)間相同，則時(shí)鐘正常；如果兩個(gè)時(shí)間不同，那么當(dāng)下一次平臺(tái)要求這兩個(gè)主節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息時(shí)，主節(jié)點(diǎn)在發(fā)送的信息中，將報(bào)文中代表是否需要的時(shí)鐘同步的數(shù)據(jù)位置一。當(dāng)平臺(tái)接收到需要時(shí)鐘同步的請(qǐng)求時(shí)，平臺(tái)就將自己當(dāng)前的時(shí)間發(fā)送給需要時(shí)鐘同步的主節(jié)點(diǎn)，主節(jié)點(diǎn)更正自己的時(shí)鐘。這個(gè)過(guò)程稱(chēng)為時(shí)鐘同步。

(3)自配置

①配置主節(jié)點(diǎn)ip

平臺(tái)上負(fù)責(zé)與主節(jié)點(diǎn)通信的wifi模塊可以為每個(gè)主節(jié)點(diǎn)分配ip地址。每次打開(kāi)通信平臺(tái)時(shí)，主節(jié)點(diǎn)都會(huì)自動(dòng)獲取ip。如果某些節(jié)點(diǎn)需要固定ip，也可以事先為它們配置固定ip。

②配置密碼

在平臺(tái)要求主節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息的報(bào)文段里，設(shè)置一段密碼段。只有主節(jié)點(diǎn)辨別了平臺(tái)對(duì)它發(fā)送信息的密碼段是正確的之后，主節(jié)點(diǎn)才會(huì)響應(yīng)平臺(tái)的命令。同樣，在主節(jié)點(diǎn)回復(fù)平臺(tái)的信息中也有一段密碼段。只有平臺(tái)辨別了主節(jié)點(diǎn)發(fā)來(lái)信息的密碼段是正確的之后，才將此信息留下；否則，立刻丟棄。

③配置加密方式

為了更好的保證信息的安全，平臺(tái)對(duì)主節(jié)點(diǎn)發(fā)送的命令需要加密。加密方式有很多種，可以事先通過(guò)平臺(tái)配置好。也可根據(jù)實(shí)際情況定期更改加密方式。

主節(jié)點(diǎn)在接收到加密的命令后需要正確的解密，然后再辨別密碼段是否正確，最后才決定是否響應(yīng)。主節(jié)點(diǎn)回復(fù)平臺(tái)的信息也需要根據(jù)事先配置好的加密方式進(jìn)行加密，平臺(tái)收到回復(fù)后需要正確的解密，然后辨別密碼段是否正確，最后決定是信息被留下還是丟棄。

（四）軟件系統(tǒng)

軟件系統(tǒng)主要用于管理、存儲(chǔ)、監(jiān)測(cè)、控制傳感器數(shù)據(jù)與視頻數(shù)據(jù)。

該軟件可顯示實(shí)時(shí)和歷史的傳感器數(shù)據(jù)及視頻影像；并可實(shí)現(xiàn)攝像頭管理和實(shí)時(shí)控制，進(jìn)行云臺(tái)控制、視頻圖像的自動(dòng)拍攝、視頻數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理、視頻流分發(fā)、web訪(fǎng)問(wèn)視頻影像及客戶(hù)端交互等功能。同時(shí)，用戶(hù)可以按照實(shí)際需要來(lái)設(shè)置傳輸間隔及報(bào)警閾值等。

用戶(hù)軟件界面圖如6所示。

方框(e)中的多功能列表簡(jiǎn)介如下：

（1）聯(lián)機(jī)狀態(tài)：用來(lái)檢查網(wǎng)絡(luò)是否正在連接運(yùn)行的狀態(tài)中。

（2）全景地圖：用來(lái)打開(kāi)整個(gè)監(jiān)測(cè)水域內(nèi)的全景地圖窗口。

（3）實(shí)時(shí)傳感器數(shù)據(jù)：用來(lái)打開(kāi)傳感器數(shù)據(jù)顯示窗口（方框(c)）。這些顯示項(xiàng)目在不同水域場(chǎng)景中并非完全相同，傳感器類(lèi)型可根據(jù)實(shí)際需要而設(shè)計(jì)。

（4）統(tǒng)計(jì)：用來(lái)打開(kāi)一個(gè)嵌入式統(tǒng)計(jì)工具。它可以自動(dòng)分析一段時(shí)間內(nèi)的歷史數(shù)據(jù)（可設(shè)定），然后根據(jù)用戶(hù)要求提供結(jié)果。

（5）攝像頭：用來(lái)同時(shí)打開(kāi)攝像頭和視頻直播窗口（方框(b)）。用戶(hù)可以點(diǎn)擊控制面板上的箭頭按鈕來(lái)調(diào)整攝像頭角度和縮放畫(huà)面。

（6）倉(cāng)庫(kù)監(jiān)測(cè)：用來(lái)檢查產(chǎn)品在倉(cāng)庫(kù)中所處的位置等信息。這是一個(gè)待開(kāi)發(fā)的附加功能。

（7）全屏：用來(lái)擴(kuò)大軟件窗口到最大化狀態(tài)。

（8）菜單欄：用來(lái)隱藏或顯示菜單欄部分。

（9）站點(diǎn)開(kāi)關(guān)：用來(lái)開(kāi)關(guān)一些不同水域中的智能綜合檢測(cè)系統(tǒng)（方框(a)）。這里有12個(gè)正在工作的智能綜合檢測(cè)系統(tǒng)分布在3個(gè)城市，觀察它們溫度和水域狀態(tài)的明顯區(qū)別。

（10）實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)圖：用來(lái)打開(kāi)數(shù)據(jù)圖窗口（方框(d)）。它是數(shù)據(jù)顯示窗口（方框(c)）的輔助窗口，將傳感器數(shù)據(jù)以更可理解的形式顯示出來(lái)。

（11）記錄手冊(cè)：用來(lái)開(kāi)啟一個(gè)空白記事本窗口。如果需要，用戶(hù)可以記錄一些異常事件。

（12）開(kāi)關(guān)：用來(lái)關(guān)閉軟件。

本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)：

（1）本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了全信息溯源體系中的智能綜合檢測(cè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)可設(shè)置在養(yǎng)殖現(xiàn)場(chǎng)及其周?chē)?，用于?shí)時(shí)采集、監(jiān)測(cè)和自動(dòng)調(diào)控養(yǎng)殖環(huán)境的各類(lèi)參數(shù)，并將數(shù)據(jù)和視頻等信息按照需要上傳至服務(wù)器，用戶(hù)可通過(guò)系統(tǒng)配套軟件查詢(xún)所需的傳感器數(shù)據(jù)和視頻數(shù)據(jù)并隨時(shí)更改報(bào)警閾值等參數(shù)；

（2）本系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了智能綜合檢測(cè)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)傳輸單元——多域異構(gòu)云通信平臺(tái)的硬件設(shè)備。完成可自管理、自調(diào)節(jié)、自配置的多域異構(gòu)云通信平臺(tái)的功能設(shè)計(jì)方案并發(fā)表發(fā)明專(zhuān)利。平臺(tái)以fc3180為主控單元，集合了以太網(wǎng)、wifi和gprs三種通信方式，實(shí)現(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)層到平臺(tái)和平臺(tái)到服務(wù)器的雙層可靠節(jié)能通信。

附圖說(shuō)明

圖1為智能綜合監(jiān)測(cè)系統(tǒng)方案。

圖2為智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)體圖。

圖3為硬件模塊結(jié)構(gòu)圖。

圖4數(shù)據(jù)采集過(guò)程數(shù)據(jù)幀組成。

圖5數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。

圖6用戶(hù)軟件界面圖。

具體實(shí)施方式

智能綜合檢測(cè)系統(tǒng)主要用于檢測(cè)水產(chǎn)養(yǎng)殖過(guò)程中的ph,溫度，含氧量等水質(zhì)信息。對(duì)于水產(chǎn)養(yǎng)殖企業(yè)來(lái)說(shuō)，這套系統(tǒng)可以方便其實(shí)時(shí)查看養(yǎng)殖情況，對(duì)于有損產(chǎn)量的情況，及時(shí)作出反應(yīng)；對(duì)于消費(fèi)者來(lái)說(shuō)，獲取購(gòu)買(mǎi)水產(chǎn)的養(yǎng)殖信息可以使消費(fèi)者放心的食用食物。

具體實(shí)施過(guò)程如圖1所示，感知層負(fù)責(zé)采集水質(zhì)的數(shù)據(jù)，主要包括溫度,ph，氧含量，氨氮，水下攝像頭，采集到的各種數(shù)據(jù)通過(guò)復(fù)旦大學(xué)無(wú)錫研究院自主研發(fā)的fc3180進(jìn)行處理。在網(wǎng)絡(luò)層中，fc3180通過(guò)其串口將數(shù)據(jù)發(fā)送到2g/3g/4g模塊或者wifi模塊，無(wú)線(xiàn)模塊將數(shù)據(jù)發(fā)送到復(fù)旦大學(xué)無(wú)錫研究院數(shù)據(jù)中心，在應(yīng)用層中，發(fā)送到數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)到服務(wù)器中，等待溯源平臺(tái)發(fā)起數(shù)據(jù)請(qǐng)求。

在供電方面，供電機(jī)組額定功率為300w，包括一個(gè)額定功率100w的風(fēng)力渦輪機(jī)、一個(gè)額定功率200w的太陽(yáng)能電池板和一個(gè)蓄電池充電控制模塊，白天首選太陽(yáng)能供電，在陰雨天或者晚上太陽(yáng)能供電不足時(shí)，風(fēng)力供電作為補(bǔ)充。

數(shù)據(jù)傳輸格式如圖5所示，其第一行數(shù)據(jù)為原始幀，包括節(jié)點(diǎn)mac地址，幀頭，crc校驗(yàn)，采集的十六進(jìn)制原始值。采用柱狀圖顯示某時(shí)刻數(shù)據(jù)，折線(xiàn)圖顯示某段時(shí)間內(nèi)的數(shù)據(jù)波動(dòng)，數(shù)據(jù)來(lái)源于實(shí)驗(yàn)室內(nèi)測(cè)試。處理后的數(shù)據(jù)展示如圖6所示。