一种基于物联网的深远海海水养殖管理信息系统的制作方法

1.本发明涉及养殖管理领域，特别涉及基于物联网的海水养殖管理信息系统构建、部署、应用。


背景技术：

2.随着信息技术的不断发展，网络通信技术得到不断深化；网络通信由传统的计算机间的通信扩展为智能终端间的通信，进而实现物理事物间的电子信息通信；在此基础上物联网概念被提出，通过网络协议和嵌入式技术达到万物互联的效果；近年来，互联网 理念被提出和推广；即将网络技术与行业、社会、领域相结合，达到改变运行模式、提升工作效率、优化体系结构、推动社会发展的目的。
3.海水养殖作为海洋渔业领域的重要内容，是定向利用海洋生物资源、发展海洋水产业的重要途径之一；传统技术是在浅海、滩涂、海湾、围塘等海域进行饲养和繁殖；由于经济社会发展和人们对生活环境提出更高的要求，传统海水养殖暴露出一些局限性，如养殖空间不足、养殖密度较大、近岸海域水交换律不高等；鉴于此，深远海海水养殖具有一定需求，且在实际中也进行了实践和实施；为了优化深海海水养殖工作，有必要将信息化技术引入此领域，如何利用物联网技术构建深远海海水养殖管理信息系统成为一项研究课题。
4.当前，面向海水养殖的信息管理系统专利研究较为丰富，如2020年3月申请公布的题为“一种基于物联网的水产养殖系统”的发明专利，集成了物联网控制中心，至少一个水质检测传感器与图像传感器；可以对不同生长阶段的水产进行分池养殖，采用多种传感器设备，对水产养殖池内的水质参数以及水产的图像信息进行全面监测，实时控制水产养殖的环境参数，提高了水产养殖的成活率；还如2019年11月申请的题为“带电力预警的智能水产物联网监测系统”的发明专利，集成了电能表、溶解氧传感器、温度传感器、水质采集单元、gprs无线数据传输模块等，系统能够根据传感器采集的水质环境数据动态开启和关闭增氧机，达到降低生产成本，实现节能降耗、绿色环保、增产增收的目标；还如2014年10月申请公布的题为“一种水产品养殖环境监控系统和管理云平台”发明专利，将云服务引入到水产品养殖领域，方便了技术专家和政府管理人员进行监控和技术指导，提高了水产养殖的智能化水平。


技术实现要素：

5.鉴于上述背景信息，本发明旨在提供一种基于物联网的深远海海水养殖管理信息系统，解决面向深远海的海水养殖智能化管理和信息化系统构建问题；为实现上述目的，本发明采用如下技术方案。
6.所述一种基于物联网的深远海海水养殖管理信息系统包括深远海海水养殖物联网基础设施部分、深远海海水养殖区域应用服务器部分、云端应用服务部分、陆地上基于vsat卫星通信链路的管理中心部分、vsat卫星通信链路部分；所述深远海海水养殖物联网基础设施部分与深远海海水养殖区域应用服务器部分相连，深远海海水养殖区域应用服务
器部分与vsat卫星通信链路部分相连，所述云端应用服务部分与vsat卫星通信链路部分相连，所述陆地上基于vsat卫星通信链路的管理中心部分与vsat卫星通信链路部分相连。
7.所述深远海海水养殖物联网基础设施部分包括四个部分，一是传感器节点部分，包括温度传感器节点、ph值传感器节点、溶解氧传感器节点、浊度传感器节点、电导率传感器节点；二是音视频信息采集部分，包括分布于养殖网箱、浮式养殖平台、养殖工船中的话筒、mic、摄像头、探照灯、云台、功放、喇叭；三是物联网通信链路部分，包括基于uart、rj45的有线通信；四是本地物联网信息收发单元，包括通信链路接口、通信线缆、微处理器。
8.所述传感器节点的标识编码规则为：节点标识码由32位的二进制数组成，按照从左到右的顺序，第1至8位标识了此节点的类型，00000000标识了温度传感器，00000001标识了ph值传感器，00000010标识了溶解氧传感器，00000011标识了浊度传感器，00000100标识了电导率传感器；第9至16位标识了此节点的通信模式，如00010000标识了此节点采用rj45有线通信模式，00001000标识了此节点采用uart有线通信模式；第17至24位标识了节点定义时的年月日，如20200515标识了2020年5月15日；第25至32位为编号位。
9.所述云端应用服务部分包括数据管理信息库、深远海海水养殖管理功能模块；所述数据管理信息库包括四个表格，一是传感器信息表格，属性包括传感器标识、传感器名称、传感器简介、信息采集时间、采集数据、传感器状态、传感器位置；二是养殖网箱信息表格，属性包括养殖网箱编号、养殖网箱位置、养殖物编号、管理员编号、养殖作业日志、传感器标识；三是养殖物表格，属性包括养殖物编号、养殖物名称、养殖物习性、养殖物养殖作业规定；四是管理员表格，属性包括管理员编号、管理员姓名、管理员联系方式、所在部门、工作业绩、值班时间、管理范围。
10.所述深远海海水养殖管理功能模块包括三个部分，一是养殖状况监测模块；二是养殖智能支持模块；三是职员管理模块。
11.所述养殖状况监测模块的工作流程为：第一步，所述本地物联网信息收发单元接收传感器节点部分、音视频信息采集部分的数据信息；第二步，深远海海水养殖物联网基础设施部分通过物联网通信链路部分搭建与深远海海水养殖区域应用服务器部分的数据链路；第三步，所述本地物联网信息收发单元向深远海海水养殖区域应用服务器部分发送养殖区域环境信息；第四步，通过vsat卫星通信链路部分实现深远海海水养殖区域应用服务器部分与云端应用服务部分的数据联通；第五步，云端应用服务部分接收深远海海水养殖区域应用服务器部分发送的养殖区域环境信息；第六步，所述云端应用服务部分将接收到的数据解析分类后，存入数据管理信息库中；第七步，向用户提供传感器信息表格、养殖网箱信息表格、养殖物表格、管理员表格的信息检索服务，实现养殖状况监测模块功能。
12.所述养殖智能支持模块的工作流程为：第一步，用户发起养殖智能支持请求；第二步，触发系统遍历数据管理信息库传感器信息表格、养殖网箱信息表格和养殖物表格；假设当前养殖网箱信息表中的记录为y，则通过记录y可知养殖网箱编号、养殖网箱位置、养殖物编号、管理员编号、养殖作业日志、传感器标识；第三步，以养殖物编号为关键字遍历养殖物表格，若当前养殖物表格中的记录为z，且z中的养殖物编号与记录y中的养殖物编号相同，则锁定此记录；通过记录z可以得到养殖物编号、养殖物名称、养殖物习性、养殖物养殖作业规定；第四步，以记录y中的传感器标识为关键字遍历传感器信息表格，若当前传感器信息表格中的记录为w，且w中的传感器标识与记录y中的传感器标识相同，则锁定此记录；通过
记录w可以得到传感器标识、传感器名称、传感器简介、信息采集时间、采集数据、传感器状态、传感器位置；第五步，将传感器采集的数据与养殖物习性数值相比对，并输出对比报告。
13.所述职员管理模块的工作模式为：第一，通过职员姓名查询职员信息，用户在云端职员管理界面录入所查询的人员姓名，点击查询按钮后，系统将人员姓名作为关键字遍历管理员表格；若当前记录的人员姓名与输入的人员姓名相同，则锁定此记录，并返回此记录的信息，如管理员编号、管理员姓名、管理员联系方式、所在部门、工作业绩、值班时间、管理范围；第二，通过职员编号查询人员信息，用户在云端职员管理界面录入所查询的人员编号，点击查询按钮后，系统将人员编号作为关键字遍历管理员表格，若当前记录的管理员编号与输入的人员编号信息相同，则锁定此记录，并返回此记录信息；第三，通过值班时间查询人员信息，用户在云端职员管理界面录入值班时间，点击查询按钮后，系统将值班时间作为关键字遍历管理员表格，若当前记录的值班时间与输入的值班时间相同，则锁定此记录，并返回此记录信息；第四，通过备注查询人员信息，用户在云端职员管理界面录入文字信息r，点击查询按钮后，系统将信息r作为关键字遍历管理员表格，若当前为记录p，则将记录p中的备注属性值与信息r进行字符串匹配，若匹配成功，则锁定此记录，并返回此记录信息；第五是管理人员信息删除、修改，在查询出管理人员记录信息后，用户选定记录信息可对人员信息进行删除和修改。
14.所述一种基于物联网的深远海海水养殖管理信息系统的用户应用流程是：第一，通过vsat卫星通信链路部分实现深远海海水养殖区域应用服务器部分与云端应用服务部分的数据联通；第二，通过vsat卫星通信链路部分实现陆地上基于vsat卫星通信链路的管理中心部分与云端应用服务部分的数据联通；第三，用户可以在深远海海水养殖区域应用服务器部分或陆地上基于vsat卫星通信链路的管理中心部分通过智能终端访问云端应用服务部分；第四，用户利用所述的养殖状况监测模块对深远海海水养殖区养殖情况进行查看；第五，用户利用所述的养殖智能支持模块对养殖漏洞和偏差进行了解；第六，用户利用职员管理模块对职员值班工作情况进行获取。
附图说明
15.图1为本发明所述的一种基于物联网的深远海海水养殖管理信息系统的原理图。
具体实施方式
16.下面将结合本发明附图，对本发明的具体实施方式进行描述；所述的一种基于物联网的深远海海水养殖管理信息系统包括深远海海水养殖物联网基础设施部分、深远海海水养殖区域应用服务器部分、云端应用服务部分、陆地上基于vsat卫星通信链路的管理中心部分、vsat卫星通信链路部分；所述深远海海水养殖物联网基础设施部分与深远海海水养殖区域应用服务器部分相连，深远海海水养殖区域应用服务器部分与vsat卫星通信链路部分相连，所述云端应用服务部分与vsat卫星通信链路部分相连，所述陆地上基于vsat卫星通信链路的管理中心部分与vsat卫星通信链路部分相连。
17.所述深远海海水养殖物联网基础设施部分包括四个部分，一是传感器节点部分，包括温度传感器节点、ph值传感器节点、溶解氧传感器节点、浊度传感器节点、电导率传感器节点；二是音视频信息采集部分，包括分布于养殖网箱、浮式养殖平台、养殖工船中的话
筒、mic、摄像头、探照灯、云台、功放、喇叭；三是物联网通信链路部分，包括基于uart、rj45的有线通信；四是本地物联网信息收发单元，包括通信链路接口、通信线缆、微处理器。
18.所述传感器节点的标识编码规则为：节点标识码由32位的二进制数组成，按照从左到右的顺序，第1至8位标识了此节点的类型，00000000标识了温度传感器，00000001标识了ph值传感器，00000010标识了溶解氧传感器，00000011标识了浊度传感器，00000100标识了电导率传感器；第9至16位标识了此节点的通信模式，如00010000标识了此节点采用rj45有线通信模式，00001000标识了此节点采用uart有线通信模式；第17至24位标识了节点定义时的年月日，如20200515标识了2020年5月15日；第25至32位为编号位。
19.所述云端应用服务部分包括数据管理信息库、深远海海水养殖管理功能模块；所述数据管理信息库包括四个表格，一是传感器信息表格，属性包括传感器标识、传感器名称、传感器简介、信息采集时间、采集数据、传感器状态、传感器位置；二是养殖网箱信息表格，属性包括养殖网箱编号、养殖网箱位置、养殖物编号、管理员编号、养殖作业日志、传感器标识；三是养殖物表格，属性包括养殖物编号、养殖物名称、养殖物习性、养殖物养殖作业规定；四是管理员表格，属性包括管理员编号、管理员姓名、管理员联系方式、所在部门、工作业绩、值班时间、管理范围。
20.所述深远海海水养殖管理功能模块包括三个部分，一是养殖状况监测模块；二是养殖智能支持模块；三是职员管理模块。
21.所述养殖状况监测模块的工作流程为：第一步，所述本地物联网信息收发单元接收传感器节点部分、音视频信息采集部分的数据信息；第二步，深远海海水养殖物联网基础设施部分通过物联网通信链路部分搭建与深远海海水养殖区域应用服务器部分的数据链路；第三步，所述本地物联网信息收发单元向深远海海水养殖区域应用服务器部分发送养殖区域环境信息；第四步，通过vsat卫星通信链路部分实现深远海海水养殖区域应用服务器部分与云端应用服务部分的数据联通；第五步，云端应用服务部分接收深远海海水养殖区域应用服务器部分发送的养殖区域环境信息；第六步，所述云端应用服务部分将接收到的数据解析分类后，存入数据管理信息库中；第七步，向用户提供传感器信息表格、养殖网箱信息表格、养殖物表格、管理员表格的信息检索服务，实现养殖状况监测模块功能。
22.所述养殖智能支持模块的工作流程为：第一步，用户发起养殖智能支持请求；第二步，触发系统遍历数据管理信息库传感器信息表格、养殖网箱信息表格和养殖物表格；假设当前养殖网箱信息表中的记录为y，则通过记录y可知养殖网箱编号、养殖网箱位置、养殖物编号、管理员编号、养殖作业日志、传感器标识；第三步，以养殖物编号为关键字遍历养殖物表格，若当前养殖物表格中的记录为z，且z中的养殖物编号与记录y中的养殖物编号相同，则锁定此记录；通过记录z可以得到养殖物编号、养殖物名称、养殖物习性、养殖物养殖作业规定；第四步，以记录y中的传感器标识为关键字遍历传感器信息表格，若当前传感器信息表格中的记录为w，且w中的传感器标识与记录y中的传感器标识相同，则锁定此记录；通过记录w可以得到传感器标识、传感器名称、传感器简介、信息采集时间、采集数据、传感器状态、传感器位置；第五步，将传感器采集的数据与养殖物习性数值相比对，并输出对比报告。
23.所述职员管理模块的工作模式为：第一，通过职员姓名查询职员信息，用户在云端职员管理界面录入所查询的人员姓名，点击查询按钮后，系统将人员姓名作为关键字遍历管理员表格；若当前记录的人员姓名与输入的人员姓名相同，则锁定此记录，并返回此记录
的信息，如管理员编号、管理员姓名、管理员联系方式、所在部门、工作业绩、值班时间、管理范围；第二，通过职员编号查询人员信息，用户在云端职员管理界面录入所查询的人员编号，点击查询按钮后，系统将人员编号作为关键字遍历管理员表格，若当前记录的管理员编号与输入的人员编号信息相同，则锁定此记录，并返回此记录信息；第三，通过值班时间查询人员信息，用户在云端职员管理界面录入值班时间，点击查询按钮后，系统将值班时间作为关键字遍历管理员表格，若当前记录的值班时间与输入的值班时间相同，则锁定此记录，并返回此记录信息；第四，通过备注查询人员信息，用户在云端职员管理界面录入文字信息r，点击查询按钮后，系统将信息r作为关键字遍历管理员表格，若当前为记录p，则将记录p中的备注属性值与信息r进行字符串匹配，若匹配成功，则锁定此记录，并返回此记录信息；第五是管理人员信息删除、修改，在查询出管理人员记录信息后，用户选定记录信息可对人员信息进行删除和修改。
24.所述一种基于物联网的深远海海水养殖管理信息系统的用户应用流程是：第一，通过vsat卫星通信链路部分实现深远海海水养殖区域应用服务器部分与云端应用服务部分的数据联通；第二，通过vsat卫星通信链路部分实现陆地上基于vsat卫星通信链路的管理中心部分与云端应用服务部分的数据联通；第三，用户可以在深远海海水养殖区域应用服务器部分或陆地上基于vsat卫星通信链路的管理中心部分通过智能终端访问云端应用服务部分；第四，用户利用所述的养殖状况监测模块对深远海海水养殖区养殖情况进行查看；第五，用户利用所述的养殖智能支持模块对养殖漏洞和偏差进行了解；第六，用户利用职员管理模块对职员值班工作情况进行获取。
25.显而易见，上述实施方式仅仅为本发明的其中一个示范例，任何在本发明所提供结构或原理上的简单改进均属于本发明的保护范围。