淺析溧陽青蝦智慧養(yǎng)殖云平臺手機(jī)端APP開發(fā)

李杰LI Jie；史永祥SHI Yong-xiang；吳旻WU Min；王煜WANG Yu；宋振宇SONG Zhen-yu；彭敏PENG Min；雷杰LEI Jie

（國網(wǎng)溧陽市供電公司，溧陽 213300）

0 引言

水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)是中國農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的重要組成部分。自新中國成立以來，中國水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)經(jīng)過漫長的發(fā)展歷程，逐步解決了水產(chǎn)品供給不足的問題，增加了漁民的經(jīng)濟(jì)收入。近年來，中國整體致力于走可持續(xù)發(fā)展的道路，根據(jù)國務(wù)院《關(guān)于加快推進(jìn)水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)綠色發(fā)展的意見》，水產(chǎn)養(yǎng)殖也向綠色、智能道路探索發(fā)展[1]。

水產(chǎn)養(yǎng)殖主要“靠水，吃水”，蝦塘養(yǎng)殖也不例外，水中的溶氧程度、水溫的變化、水的pH值的高低都會對青蝦的生長產(chǎn)生相應(yīng)的影響。水塘水質(zhì)的好壞、水塘養(yǎng)殖系統(tǒng)的穩(wěn)定與否，很大程度上決定了飼養(yǎng)于其中水產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量。因此，科學(xué)的測量，數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)對比，可以與傳統(tǒng)飼養(yǎng)方式相結(jié)合，更加精準(zhǔn)地改善養(yǎng)殖方式，以達(dá)到增產(chǎn)創(chuàng)收的目標(biāo)[2]。

1 溧陽青蝦智慧養(yǎng)殖基本原理

本系統(tǒng)采用云-霧-邊的通訊架構(gòu)，包含云端控制平臺、塘中的霧計(jì)算節(jié)點(diǎn)（“物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)”）、邊緣感知控制器，通過加密的MQTT廣播協(xié)議進(jìn)行通訊。邊緣端設(shè)備完成信息和數(shù)據(jù)的采集，本地通過物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)進(jìn)行優(yōu)化控制決策命令和水體數(shù)據(jù)的實(shí)時測量，通過數(shù)據(jù)對各個用電設(shè)備進(jìn)行控制，以達(dá)到最佳養(yǎng)殖狀態(tài)；云端完成數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)分析和統(tǒng)籌各平臺管理，對數(shù)據(jù)基礎(chǔ)閾值的控制，工作模式的轉(zhuǎn)換等進(jìn)行管理[2-4]。

APP優(yōu)勢：主要是操作方便，解決時間和空間的問題，使得客戶能隨時隨地查看設(shè)備的運(yùn)行情況和遠(yuǎn)程操作。同時能集成攝像頭，可以實(shí)現(xiàn)智慧養(yǎng)殖遠(yuǎn)程控制。

1.1 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1所示。

1.2 電機(jī)拓?fù)?/h3>

電機(jī)拓?fù)淙鐖D2所示。

1.3 設(shè)備信息

多種探測器：提供水溶氧、pH值、水溫等參數(shù)信息，提供RS485接口數(shù)據(jù)輸出和Modbus協(xié)議傳輸。網(wǎng)關(guān)采集數(shù)據(jù)后進(jìn)行數(shù)據(jù)分析（如表1）。

表1 多種探測器數(shù)據(jù)

I/O模塊：具備RS485、Modbus協(xié)議，便于物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)控制。對以下具備節(jié)點(diǎn)信號輸出，250V*3A的繼電器控制能力。通過交流接觸器的無緣節(jié)點(diǎn)，信號反饋，了解接觸器是否成功吸合。

2 平臺設(shè)計(jì)

2.1 云平臺設(shè)計(jì)

云平臺可以部署在云服務(wù)器或者外部可訪問的服務(wù)器上。云平臺的數(shù)據(jù)流通是，首先各蝦塘內(nèi)的終端設(shè)備獲取數(shù)據(jù)信息后，通過霧節(jié)點(diǎn)，按照固定的約束和格式進(jìn)行數(shù)據(jù)上傳，也可以接收客戶端等發(fā)來的操作指令，進(jìn)行開關(guān)、驅(qū)動塘內(nèi)的終端設(shè)備；云平臺接收塘內(nèi)終端設(shè)備傳來的數(shù)據(jù)后，先進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，設(shè)備通過唯一序列號等唯一標(biāo)識綁定塘口，再按照不同塘口不同設(shè)備，進(jìn)行數(shù)據(jù)分類，寫入各自數(shù)據(jù)表；客戶端軟件從數(shù)據(jù)庫里讀取實(shí)時和歷史數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)展示；客戶端發(fā)送操控?cái)?shù)據(jù)指令，平臺發(fā)送至霧計(jì)算節(jié)點(diǎn)，通過物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)執(zhí)行操控的數(shù)據(jù)指令，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操控的目的。云平臺為服務(wù)器端，給APP提供相應(yīng)接口。

2.2 客戶端APP設(shè)計(jì)

客戶移動端APP主界面：養(yǎng)殖策略、水質(zhì)檢測、電能檢測、歷史數(shù)據(jù)等八大模塊，主界面圖示如圖3所示。

養(yǎng)殖策略：養(yǎng)殖策略模塊將今天的溶氧和pH值曲線數(shù)據(jù)展示出來，方便用戶根據(jù)每天的數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷策略的選用，養(yǎng)殖策略圖示如圖4所示。

曲線圖部分代碼：電機(jī)啟動模式部分代碼：

水質(zhì)監(jiān)測：水質(zhì)檢測界面將最近一條（前一分鐘內(nèi)）的實(shí)時數(shù)據(jù)進(jìn)行展示，并將設(shè)備控制按鈕結(jié)合一體，方便用戶根據(jù)實(shí)時的水質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行啟停設(shè)備，對塘內(nèi)水質(zhì)進(jìn)行調(diào)整操作，水質(zhì)檢測圖示如圖5所示。

電能監(jiān)測：電能檢測界面將微斷的電流、功率、電能的實(shí)時數(shù)據(jù)進(jìn)行展示，并將電能的數(shù)據(jù)以柱狀圖的形式展示，方便用戶掌握電能信息，電能監(jiān)測圖示如圖6所示。

3 總結(jié)

本文根據(jù)云-霧-邊的通訊架構(gòu)下青蝦智慧養(yǎng)殖云端控制平臺基理，設(shè)計(jì)開發(fā)云平臺相對應(yīng)的APP客戶端。實(shí)現(xiàn)養(yǎng)殖戶更加便捷的遠(yuǎn)程控制、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，改變傳統(tǒng)飼養(yǎng)方式，實(shí)現(xiàn)青蝦智能化高產(chǎn)養(yǎng)殖。