【摘要】在“十三五”規(guī)劃中物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與智慧海洋的內(nèi)容被提出，且在規(guī)劃綱要內(nèi)容中指出，國(guó)家大數(shù)據(jù)的實(shí)施過(guò)程應(yīng)具備建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用基礎(chǔ)設(shè)施與服務(wù)平臺(tái)。基于此，文章將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)作為重點(diǎn)研究對(duì)象，闡述其在海水養(yǎng)殖中的具體應(yīng)用，希望有所幫助。

【關(guān)鍵詞】物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)；海水養(yǎng)殖；研究；應(yīng)用；探討

積極構(gòu)建科學(xué)合理的智慧海洋系統(tǒng)架構(gòu)，能夠?yàn)橹腔酆Ｑ蠊こ添?xiàng)目提供高質(zhì)量的海水養(yǎng)殖服務(wù)。在新時(shí)期背景下，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展取得理想的發(fā)展成績(jī)，為該技術(shù)的推廣應(yīng)用提供了必要的保障。由此可見，深入研究并分析物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在海水養(yǎng)殖中的研究與應(yīng)用具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

一、海水養(yǎng)殖系統(tǒng)架構(gòu)概述

為在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到遠(yuǎn)端數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控的目標(biāo)，需要結(jié)合系統(tǒng)的實(shí)際需求對(duì)系統(tǒng)架構(gòu)進(jìn)行合理地控制。在海水養(yǎng)殖系統(tǒng)中，主要的組成部分就是服務(wù)器、數(shù)據(jù)中心、手機(jī)展示端、PC展示端以及具備GPRS功能的采集節(jié)點(diǎn)。此系統(tǒng)主要以ocketS通信為主要的通信方式，而在識(shí)別數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)方面，應(yīng)借助設(shè)備編號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)區(qū)分目標(biāo)。在展示端方面，選擇使用了定時(shí)更新數(shù)據(jù)與請(qǐng)求更新的模式，在服務(wù)器端引入預(yù)警實(shí)時(shí)提示的功能，在SC模式的基礎(chǔ)上完成系統(tǒng)開發(fā)目標(biāo)。通過(guò)對(duì)海水養(yǎng)殖系統(tǒng)的構(gòu)建，并以此為平臺(tái)，將其應(yīng)用在海水養(yǎng)殖過(guò)程中，能夠充分發(fā)揮平臺(tái)的作用與價(jià)值。

二、海水養(yǎng)殖系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)采集與控制節(jié)點(diǎn)

綜合考慮成本與實(shí)用性，數(shù)據(jù)采集和控制節(jié)點(diǎn)可以運(yùn)用型號(hào)為STM32的單片機(jī)，設(shè)計(jì)出兩路電壓輸入與兩路電流輸入。該節(jié)點(diǎn)位置的通信模塊型號(hào)是ASIM900，在通訊模式方面將GPRS引入其中，能夠有效地覆蓋近海海域信號(hào)。在節(jié)點(diǎn)和服務(wù)器相互連接的時(shí)候，要將規(guī)定編號(hào)發(fā)送，且發(fā)送的格式是“1111+ID”。其中，ID編號(hào)是在STM32芯片的96為設(shè)備ID號(hào)當(dāng)中讀取出來(lái)的，而1111則代表的是數(shù)據(jù)采集的節(jié)點(diǎn)。如果數(shù)據(jù)采集已經(jīng)超出了標(biāo)準(zhǔn)要求，則要借助繼電器的控制制定控制策略，并向特定手機(jī)當(dāng)中發(fā)送短信，以達(dá)到預(yù)警信息發(fā)布的目的。綜合考慮實(shí)際的需求，可以對(duì)休眠模式加以選擇使用，并對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行定時(shí)地采集，盡量實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集與控制節(jié)點(diǎn)能耗降低的目標(biāo)。

三、海水養(yǎng)殖系統(tǒng)中的服務(wù)器

服務(wù)器的主要功能就是數(shù)據(jù)匯集，而在設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方面，最基本的性能就是數(shù)據(jù)通信、存儲(chǔ)與處理等。通過(guò)對(duì)ocketS通信方式以及C#編程語(yǔ)言等的運(yùn)營(yíng)，使得服務(wù)器端能夠有效地監(jiān)聽指定端口。在監(jiān)聽過(guò)程中，一旦與客戶端構(gòu)建了連接，即可在特定集合當(dāng)中保存客戶端的IP地址與端口號(hào)，在對(duì)客戶端發(fā)送首條信息前四位進(jìn)行判斷的基礎(chǔ)上，為采集控制節(jié)點(diǎn)與展示節(jié)點(diǎn)加以區(qū)分。如果實(shí)際所接收的信息前四位是1111，就可以判斷成采集控制節(jié)點(diǎn)。此時(shí)，要求ID號(hào)和IP地址、端口號(hào)有效地綁定，并在數(shù)據(jù)庫(kù)中保存。如果所接收的信息前四位是2222，那么連接用戶則是展示端，結(jié)合后續(xù)請(qǐng)求指令返回?cái)?shù)據(jù)信息。在此基礎(chǔ)上，服務(wù)器端就會(huì)結(jié)合所接收的數(shù)據(jù)實(shí)施信號(hào)調(diào)理工作，以保證采集節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)和實(shí)際數(shù)值更加貼近。另外，數(shù)據(jù)預(yù)警機(jī)制的作用也不容小覷，應(yīng)結(jié)合各個(gè)預(yù)警參數(shù)數(shù)值做出分析與判斷。如果超過(guò)了既定的范圍，必須要及時(shí)采取必要的措施，向展示端發(fā)送相關(guān)性的信息內(nèi)容，以保證環(huán)境監(jiān)測(cè)預(yù)警作用的充分發(fā)揮。

四、海水養(yǎng)殖系統(tǒng)中的展示端

在海水養(yǎng)殖系統(tǒng)當(dāng)中，展示端可以細(xì)化成兩個(gè)不同的部分，即PC展示端與移動(dòng)展示端。在PC展示端中，C#編程模式的應(yīng)用占據(jù)主導(dǎo)地位，但是在移動(dòng)終端中，droidA編程模式是主要模式。需要注意的是，只有在設(shè)備與編程語(yǔ)言展示方面，展示端才會(huì)存在明顯的差異，具體的通信協(xié)議是相同的。在通信方式中，仍沿用了ocketS編程。在系統(tǒng)和服務(wù)器端首次連接的情況下，要求向其發(fā)送2222，進(jìn)而當(dāng)做展示端的身份驗(yàn)證。針對(duì)服務(wù)器的數(shù)據(jù)更新問(wèn)題，即可將更新的數(shù)據(jù)向展示端發(fā)送。在展示端方面，要求基本功能要包括含氧量、數(shù)據(jù)采集控制節(jié)點(diǎn)繼電器控制、溫度、預(yù)警顯示與偏、pH數(shù)值等。在實(shí)踐過(guò)程中，結(jié)合服務(wù)器端的請(qǐng)求指令差異對(duì)相應(yīng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行獲取，方便在展示端中真實(shí)地展示出來(lái)。一旦出現(xiàn)數(shù)據(jù)超標(biāo)的情況，預(yù)警信號(hào)就會(huì)從綠色轉(zhuǎn)變成紅色，而在處于正常的狀態(tài)下，還會(huì)實(shí)現(xiàn)向綠色的自動(dòng)切換。

五、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，海水養(yǎng)殖系統(tǒng)屬于相對(duì)成熟與健全的智慧海洋系統(tǒng)解決方案，特別是服務(wù)數(shù)據(jù)處理、終端采集、展示端數(shù)據(jù)展示、預(yù)警和網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)榷鄠€(gè)方面都引入了現(xiàn)代化的技術(shù)，為平臺(tái)的穩(wěn)定化發(fā)展提供了必要的保障。而在海水養(yǎng)殖當(dāng)中，引入物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)具有明顯的優(yōu)勢(shì)，使得人力成本投入明顯減少，并對(duì)惡劣條件下的養(yǎng)殖數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集以及處理等方面的問(wèn)題加以解決。在海水養(yǎng)殖系統(tǒng)基礎(chǔ)上，以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)的平臺(tái)也同樣為海洋環(huán)境檢測(cè)提供了有價(jià)值的參考依據(jù)，且實(shí)際的推廣前景較為理想。為此，在后期發(fā)展的過(guò)程中，應(yīng)高度重視以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)的海水養(yǎng)殖系統(tǒng)作用。

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作者簡(jiǎn)介：孫爭(zhēng)榮（1971.11—），男，山西平陸人，本科，中級(jí)工程師，研究方向：海水養(yǎng)殖。