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智能化水产养殖监控系统实现智能渔业
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　　一、前言
　　我国淡水资源丰富，近1.8万公里的海岸线，多达300万平方公里的海域资源，国内大大小小水库、河流湖泊数以百计，有得天独厚的淡水养殖条件。随着捕鱼季的来临，一些不法分子受利益驱使，不断地在夜间进行垂钓，偷盗，更有甚者在养殖区域进行撒网捕捞，严重破坏了养殖企业的财产，同时也影响养殖企业的正常经营秩序，使企业以及养殖户蒙受巨大损失。尤其是近年来，偷盗者越来越专业化，隐蔽化，如果不及早的采取有效的整治预防措施，使得盗捕情况蔓延开来，形成气候必将后患无穷。
　　传统的保卫防盗措施主要依靠人工巡逻，但是偷盗者一般选择在夜间作案，人工巡逻一是无法在夜间短时间内做到大范围的查看;二是夜间在湖区或者水面巡逻危险系数太大，增加企业的运营风险。三是巡逻人员沿固定线路巡逻，巡逻间隔时间也比较长，容易让偷盗者钻了空子，择机躲避。因此有必要建立一套大范围、全天候、智能化的监控系统，采取24小时全天候实时视频监控的型式，及时发现偷盗人员，对养殖区域进行全面覆盖监控，做到从被动巡逻防范到主动预防的转变，保障养殖区域的正常、稳定、安全的生产秩序。
　　二、监控系统的建设目标
　　北京和普设计的智能化水产养殖监控系统是一套专门针对水产养殖行业研发，适用于水产养殖监控行业的视频综合监控管理系统。该系统将视频监控，智能预警，视频网络传输，水产资源管理等功能进行无缝融合，其整合了地理信息系统(GIS)，组网监控技术，智能图像识别技术，智能报警联动技术等高新技术，通过该系统的建设，可实现以下目标：
　　1.全方位覆盖实时监控。监控可设置自动巡航，不间断的对养殖区域进行覆盖监控，通过网络将视频信息实时显示在后端监控室。
　　2.全时段实时视频监控。系统采用热成像夜视技术，不受雨雪影响，可实现全黑环境下的视频监控，可对养殖区域进行全时段，全天候实时监控。
　　3.打击偷盗水产品行为，避免经济损失。系统采用夜视技术，可对可疑人员或者船只进行录像取证，可作为其违法证据可移送相关部门，对其进行审查。通过实时监控，及时发现偷盗水产品的人员或者船只，可减少养殖企业的直接经济损失，确保生产工作的正常进行。
　　4.船只智能锁定跟踪。监控摄像机可智能锁定探测到的渔船，并且可持续对渔船进行定位跟踪观察。
　　5.GIS高精度智能定位。系统检测到船只或者可疑人员，可在GIS系统中对目标进行高精度快速定位，及时通知巡逻人员可疑人员的位置信息。
　　6.渔业资源的动态监测。摄像机可对渔业生产活动进行监督，可监控养殖区域的渔船;捕鱼期可对渔业收获情况进行远程监控，为客户提供水产品收获的现场情况，增加客户的参与感与购买体验。
　　三、智能化水产养殖监控系统详细设计
　　智能化水产养殖监控系统是以各类行业标准为设计依据，参照主流技术标准进行设计，结合用户实际使用需求，同时采用分层次开放式体系架构，遵循标准化接口和协议开发而成的一套多级、多系统、多部门的协调指挥管理平台。智能化水产养殖监控系统采用国际先进热成像探测技术与激光夜视技术，以视频监测为主，将GIS、数字图像处理、激光夜视、红外夜视、视频分析、远程监控等高新技术综合应用于水产养殖监控中。该系统以数字化、网络化视频监控为基础，能够实现昼夜24小时不间断工作，自动对视频图像信息进行分析判断;同时能有效的协助巡查人员处理非法偷捕问题，还可查看现场实时图像，根据直观的画面直接指挥调度。
　　1.前端监控产品设计
　　三波段热像激光摄像机
　　前端监控基站主要负责对养殖区域进行实时监控，采用红外热成像+激光夜视技术，全天候成像设计，专为水产养殖行业研发，针对养殖行业特殊的使用环境以及不同监控距离的需求，推出不同监控距离的产品系列。该产品在设计上采用了和普威视多项发明专利技术，在监控范围，成像效果，监控距离上均具有明显的优势。
　　产品特点：
　　● 兼有可见光成像清晰、热像仪探测距离远、激光夜视范围大的优点
　　● 采用连续热成像技术，成像清晰，既能大范围搜索，又能识别远处目标
　　● 红外温度灵敏度高，最小温度分辨率达50mK
　　● 同步变焦激光照明系统，照明距离远、范围大，可实现全黑环境下监控
　　1. ● 可根据监控现场情况，发挥三波段成像各自优势，获取多种监控图像。热成像仪9种伪和2种热黑热白极性图像格式可选，可穿透雾雨雪全天候适应工作
　　● 可选的自动聚焦功能，可实现多种聚焦方式和触发方式
　　● 可选的热像仪预置位功能，记忆每个预置点的视场角，提高工作效率
　　● 3D定位功能，能实现框选放大和点击居中功能，降低操作难度，提高设备易用性
　　● 整机采用超强外壳，IP66防护，防淋雨、防灰尘，可适应各种恶劣环境
　　激光夜视仪
　　产品特点：
　　● 采用无红曝激光器，隐蔽性好，不易被察觉
　　● 日夜型低照度高清一体化摄像机，可实现昼夜监控
　　● 超大角度同步变焦激光照明设计，充分满足手持设备需求
　　● 32G大容量存储，完全满足手持设备需求
　　● 高性能数字处理器，采用高效率H.265压缩算法，视频清晰、实时、流畅
　　● 具有录像、抓拍功能，便于实时取证
　　● 支持本地视频、回放
　　● 人体工学外壳设计，外形美观，握持舒适，体积小巧
　　热成像仪
　　产品特点：
　　● 热点目标智能检测告警，高灵敏度，温度分辨率达50mK
　　● 画质细腻，对细微目标观察更清晰，探测距离更远
　　● 红外图像降噪处理，数字图像细节增强功能，输出白热/黑热图像
　　● SDE图像细节增强技术，图像平滑无噪声，热黑热白极性图像格式可选，适应性强，易发现低对比隐藏目标
　　● 独特的AS光学设计和高精度光机设计，优异的成像质量
　　● 具备录像、抓拍功能，便于实时检测取证
　　●大容量可充电组，续航能力强
　　● 人体工学外壳设计，外形美观，握持舒适，体积小巧
　　2.监控平台设计
　　监控平台是智能化水产养殖监控系统处理中心，所有前端的视频监控图像、报警信息、监控前端基站的远程控制、输出展示等均在后端监控管理中心完成。同时，监控平台还可完成可疑船只的定位与跟踪，水产资源的生产监控，远程视频监控等功能。
　　平台功能：
　　● 可实时预览前端设备视频，支持多画面分屏显示、画面全屏显示等多种显示方式
　　● 可实时控制前端设备运行，支持设备远程重启、定位、巡航、线扫、预置位、PTZ控制、定位等功能
　　● 可制定设备监控计划，管理设备扫描方式及扫描时间
　　● 可在电子地图上实时显示设备位置、运行状态，可在地图上反控设备运行
　　● 支持可疑船只或者人员定位以及跟踪功能，可在地图上实时定位坐标
　　● 具备电子地图的操作，如放大、缩小、平移、选择、测距、资源管理、图层管理等
　　● 可制定设备录像方案，管理设备计划录像、报警自动录像，可随时查询、观看设备录像
　　● 可实现端及客户用户管理功能，添加删除用户、管理用户权限、查看用户状态
　　● 可对用户登录、操作、设备报警等信息进行记录、管理、查询
　　● 支持远程访问功能，可远程查看养殖区域现场情况
　　● 提供开放和规范的接口，便于后期软件的升级维护
　　目前，和普智能化水产养殖监控系统已应用于辽宁渔港监控、大连长海县海参养殖监控、东营河口水产养殖监控、文登市海洋渔业局监控等项目，保障养殖区域的安全生产秩序何稳定发展取得了显著效果。
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针对水产养殖的物联网解决方案
传统水产养殖业以牺牲自然环境资源和大量的物质消耗等粗放式饲养方式为主要特征，经济效益低而且污染水体环境。越来越多的现代化养殖方式，如网箱养殖、流水养殖等，立体利用水域、水陆复合生产的生态渔业，以保持渔业资源可持续利用的技术开始得到广泛的应用。 技术的发展为智能水产养殖的产生创造了条件。基于智能传感技术、智能处理技术及智能控制等物联网技术的智能水产养殖系统，集数据、图像实时采集、无线传输、智能处理和预测预警信息发布、辅助决策等功能于一体，通过对水质参数的准确检测、数据的可靠传输、信息的智能处理以及控制机构的智能化自动控制，实现水产养殖的管理。
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，实时自动地调整控制设备，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。
一般来说该物联网系统由水质监测站、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。本文引用地址：上海辰汉电子科技有限公司经过三年多的研发和实际使用，开发出了完全自主知识产权的水产养殖物联网解决方案：水产养殖水质在线监测系统。该系统包含高精度传感器探头，数据采集分析终端，无线通讯终端，智能氧气传输控制柜，智能移动显示终端，互联网云服务器，在线式移动端显控软件等全套软硬件设施，为水产养殖的信息化，智能化的实现提供了强大的科技后盾。
该系统可以让相关领域管理人员在线查看各个监测站点的探头的采样数据。同时提供短信提示功能，方便管理者及时了解水质的各参数值，让管理者能第一时间获得水质问题警报的消息。从而及时采取措施，避免损失。系统运行的时候，RIU采集到的溶氧、温度等数据，通过DTU实时传输到WEB服务器上，WEB服务器实时存储这些数据，并通过网页的形式给用户提供随时查询的功能。同时，系统会根据用户设定的报警或提示条件，将溶氧、温度信息实时通过短信发送到用户指定的手机上，从而让用户做到随时随地了解水质状况。
下图分别为WEB端和移动端的显示页面。 图：WEB端显示界面 图：移动端显示页面 在国家大力倡导科技兴国的今天，辰汉电子完全自主知识产权的水产养殖物联网解决方案，大大提升了水产养殖业的信息化水平，系统中的传感器采集，智能显控终端，移动信息系统达到或超过了国际一流厂家的技术水平。其大规模推广应用一定会产生巨大的社会经济效益。
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