采用特定傳感器實采集水體溫濕度、顆粒物、光照等環境信息,將數據上傳到云平臺,云平臺將采集的數據進行核實,一旦數據出現異�；蛘呤浅鲳B殖戶設定的范圍,云平臺立即啟動報警機制,將消息通知養殖戶,養殖戶通過遠程控制設備的方式,調節智能設備,改善養殖環境,減少人工投入。

接下來,我將通過一個小案例,來講解如何開發一個智能水產養殖控制系統設計。

一位開發者針對傳統魚塘的養殖和管理現狀,面向中小型魚塘養殖戶設計開發了一套基于機智云AIoT開發平臺的魚塘智能控制系統,滿足魚塘養殖環境的數據采集、無線傳輸、實時顯示、遠近程手動控制和自動控制等功能上的需求,可及時檢測和控制影響魚類生存生長的環境因素,避免人工判斷觀察失誤或者操作的不及時造成大量魚類死亡,有效減少人工成本消耗,而且還能降低系統運行維護成本,以適應中小型魚塘養殖戶節約成本的問題。

系統總體設計

本魚塘控制系統主要由下位機設備控制端、機智云AIoT云平臺以及 APP 端組成。系統整體框架圖如圖所示:

下位機

下位機是整個系統的控制執行部分,通過傳感器對魚塘環境因子進行檢測以及控制通過控制設備調節魚塘環境因子,通過本地顯示面板實現近程控制。

通過 APP端,可以遠程觀測魚塘環境因子情況,并實現對魚塘的遠程控制。機智云AIoT云平臺作為數據中轉站,APP通過機智云云平臺接收下位機上傳的數據以及向下位機的控制設備發送控制命令。

本系統在運行時,下位機設備控制端利用串口通過 WiFi 模塊與外界通信,機智云開發平臺作為數據中轉中心,WiFi 和云平臺利用廣域網通過云端平臺進行通信。

云平臺選擇

本系統設計選用機智云AIoT云平臺,為物聯網開發者提供方便,機智云AIoT平臺搭建好后,平臺可直接提供相應的 API 和 SDK,在開發 APP 時無需考慮繁雜的通訊協議,只需要考慮功能開發便可,降低了開發者的開發難度,也提高了開發效率。

APP端

使用機智云提供的 APP開源框架設計一款魚塘控制APP進行遠程控制,并選用機智云官方提供地終端進行調試。

相關硬件:

主控芯片:STM32F103ZET6顯示面板:SDWa050T04屏幕控制輸出模塊:繼電器溫度傳感器:DS18B20水位傳感器: HC-SR04 超聲波傳感器溶解氧/溫度氣壓傳感模塊:BMP180溫度氣壓模塊PH傳感模塊:E201-C-9傳感器、外加 CA3140運算放大器WiFi模塊:ESP8266電源模塊:AMS1117 芯片

系統軟件設計

1、主程序流程圖如下:

2、下位機顯示面板設計

使用VGUS 軟件在對串口屏界面進行設計時,根據本系統的實際情況,完成四個功能界面設計,分別是主界面、環境監控、環境控制以及閥值設置界面。

主界面主要是為用戶提供一個功能導航頁面,根據用戶當時的需要來選擇要進入的界面,可用作設備異常時進行顯示和報警,還可通過實時監控界面查看當前魚塘環境的實時參數;控制界面可以對外圍設備進行直接控制。

通過主界面可選擇進入環境監測這個界面,可以看到魚塘環境各種參數的實時信息,包括被控制設備的狀態,方便魚塘工作人員進行管理,結合底層傳感器上傳的數據,直觀地觀察到當前魚塘環境參數以及各種設備地控制狀態,該實時監測界面如圖所示。

從主界面進入到控制界面,在控制界面可以對調節環境的外圍硬件設備進行手動的方式控制或者設置自動控制;同時可以聯合閾值設定,對各種環境變量進行控制,更加方面快捷的對魚塘環境因子做出最敏捷的反饋,實現魚塘環境控制控制的自動化,閾值設定界面如圖所示。

3、上位機軟件設計

通過在ESP8266中燒寫機智云Gagent,賦予ESP8266傳輸數據的能力,將主控MCU和傳感器收集到的數據傳輸到機智云AIoT平臺;為了能在手機App以及PC端能查看到相關數據,使用機智云AIoT云平臺進行開發,以便將設備收集到的數據同步到云平臺。

下面來了解一下使用機智云開發產品的步驟流程:

在機智云開發平臺 dev.gizwits.com 注冊一個屬于自己的帳號,以后在上面創建地項目也是通過個人賬號來管理;

賬號登錄后,進入到機智云開發者中心,點擊開發一個新的產品,在里面根據自己項目需要新建數據點,項目的云平臺數據點如圖所示;

定義好數據點后,再在線生成MCU代碼包,進行移植。使用機智云賽博坦App在線生成器或者是機智云開源框架開發一款App。

最終得到整體實物效果圖如下所示:

通過使用機智云AIoT開發平臺來設計魚塘智能控制系統,開發過程簡單易上手,能滿足實時采集數據、監測數據、遠程控制(加氧、控溫)、異常及時提醒的功能,使魚塘養殖變得更加簡單,可以降低勞動強度,節省勞動成本,提高了養殖效率。

以上設計僅是一個大學生借助機智云AIot平臺的力量,做的一個創新型產品。若是企業團隊來借助機智云AIoT平臺的能力,將賦予智慧養殖更多可能性。

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