水下鱼群检测系统

2015年第三届天津市大学生物联网创新与工程应用设计竞赛参赛作品文档 参赛作品名称 水下鱼群检测系统_ 学 校 天津* 学 院 计算机科学与信息工程 团队名称 * 指导教师 马* 参赛成员 齐*、 李* 、郜* 2目录目录2一、2015第三届天津市大学生物联网创新与工程应用设计竞赛登记表3二、作品文档方案部分51.方案概述52.作品的创新点：53.系统实现原理64. 硬件设计105.软件设计116.系统测试及结果127.程序源代码1418 一、2015第三届天津市大学生物联网创新与工程应用设计竞赛登记表题目水下鱼群检测系统学校及学院天津农学院 计算机科学与信息工程学生姓名1齐*专业班级13级物联网工程2班联系方式（手机、邮箱）1512261* 157356*qq.com学生姓名2李*专业班级14级物联网工程2班联系方式（手机、邮箱）1302221*147146*qq.com学生姓名3郜*专业班级14级物联网工程1班联系方式（手机、邮箱）1362219*指导教师马*作品关键词物联网；openwrt系统；智能化管理；web显示作品摘要目前，池塘养殖在我国渔业养殖占重要比重，但由于我国在池塘养殖方面缺乏在线监控技术在鱼类的喂养、看护及打捞等方面存在较大问题。本系统利用Web网页显示、无线摄像头、WiFi无线传输等软硬件技术，建立了无线摄像头采集数据、WiFi模块数据处理以及远程观测的无线传输网络，设计并开发了水下鱼群检测系统，对水下鱼群进行了系统化在线检测。实现了水下鱼群的合理化管理，即通过WiFi模块对无线摄像头所采集的鱼群状态及时传输，进而在Web网页进行实时监控，避免了传统养殖方式带来的喂养不合理、鱼苗丢失等一系列问题，有效提高了池塘养殖效率。同时体现了物联网科技创新改变生活以及延伸的人工智能必将为未来带来自便利的美好生活主要参考文献1RT5350开发板资料、兄弟连liunx视频教程、2http:/www.f403tech.com/Community/forum.php?mod=viewthread&tid=26540&extra=page%3D13http:/my.oschina.net/zuobz/blog/2080344http:/blog.csdn.net/skyflying2012/article/details/8609871备注文档要求思路清晰、描述详细而明确、无错别字、图文并茂。 特别 声明提交内容均原创，作品属于参赛选手，大赛组委会有发布权和使用权。 二、作品文档方案部分1.方案概述 背景：1.池塘养殖在我国渔业养殖占重要比重，但由于我国在池塘养殖方面缺乏在线监控技术在鱼类的喂养、看护及打捞等方面存在较大问题。2. 几乎所有的钓鱼人，都会或多或少地有过这样的经历：就是在结伴钓鱼中，某钓友频繁上鱼而其他钓友的钩子一口都没有。用多支手竿钓鱼时，也会出现仅一支竿子上鱼的情况，有时候漂挨着漂子都不咬的情况。 应用领域：池塘水产养殖、休闲钓鱼。 国内外研究现状：目前，大多数的智能鱼群检测管理系统的开发都是基于单片机对传感器所检测的实时数据进行数据分析，来实现系统的运转，这类系统有池塘水质实时监控的特点，不足之处在不能随时监控鱼类的游动状态、地面积大、固定化和对电能消耗极大，即无法做到对鱼类灵活和随时的监控。功能描述：本系统利用Web网页显示、无线摄像头、WiFi无线传输等软硬件技术，建立了无线摄像头采集数据、WiFi模块数据处理以及远程观测的无线传输网络，设计并开发了水下鱼群检测系统，对水下鱼群进行了系统化在线检测。实现了水下鱼群的合理化管理，即通过WiFi模块对无线摄像头所采集的鱼群状态及时传输，进而在Web网页进行实时监控，避免了传统养殖方式带来的喂养不合理、鱼苗丢失等一系列问题，有效提高了池塘养殖效率。技术指标：本系统利用无线摄像头、Web网页显示、WiFi无线传输等硬件技术，建立了无线采集数据、自动控制以及远程在线监控的无线传输网络，设计并开发了水下鱼群在线监测系统，对池塘鱼类养殖和垂钓提供了专业化和系统化的帮助。2.作品的创新点：技术创新：本系统采用Web网页作为显示平台，便于监控；使用基于WiFi传输协议的通讯模块，方便了用户非接触的观察数据，实现了数据的共享。工艺创新：1.本系统可以根据不同的池塘规模开发不同的显示平台，进而满足所有养殖用户的需求。2.还根据不同的垂钓人群设计了不同的功率的系统，便携方便。应用创新：本系统使用基于WiFi传输协议的通讯模块。WiFi是一种便宜的、低功耗和新型的近距离无线组网通讯技术，它作为一种短距离无线通信技术，由于其组建的网络可以为用户提供无线数据传输功能，因此在物联网领域具有非常强的可应用性。本系统对此类通讯模块的使用方便了用户非接触的观察数据，实现数据的共享。3.系统实现原理开始 初始化数据采集模数转换数据处理数据正常 N Y 数据处理结束图1 功能实现图1.视频采集:由WiFi无线防水监控摄像头单独完成，为了能够随时监控水下鱼群实时状态。本系统采用的第三代IP视频监控系统与嵌入式技术有着很大的相连关系，它与一个Web服务器连接在一起，通过Web服务器与Internet的连接，用户可以控制图像采集设备，并且通过网络浏览器观看Web服务器上的图像信息。该系统主要采用了两种技术。一是嵌入式技术，这使得系统集成度高，操作方便。二是图像压缩技术，这使得相同图像下数据量变小，数据传输负载变小。从而得到高清的视频材料。WiFi无线监控摄像头实物图见图2。 图2 WiFi无线防水监控摄像头实物图2.数据处理：无线摄像头符合IEEE 802.11B/G标准协议。WIFI是由AP(Access Point)和无线网卡组成的无线网络。AP一般称为网络桥接器或接入点，它是当作传统的有线局域网络与无线局域网络之间的桥梁，因此任何一台装有无线网卡的PC均可透过AP去分享有线局域网络甚至广域网络的资源，其工作原理相当于一个内置无线发射器的HUB或者是路由，而无线网卡则是负责接收由AP所发射信号的CLIENT端设备。有了AP，就像一般有线网络的交换机或路由器一般，无线工作站可以快速且轻易地与网络相连。 简言之，当交换机的一端接入了无线AP或无线路由器，在无线AP/无线路由器信号覆盖范围内，安装一个或多个无线摄像头，就组成了一个简单的无线视频监控系统，而音视频显示和管理通过局域网内（无线网内或接入交换机）的电脑来实现，云台控制信号同样通过无线来传输。如果无线AP或路由接入了互联网，对无线摄像进行动态域名解析和端口映射之后，便可实现远程音视频监控了 图3开发板工作图3 .数据分享：为了实现让用户直观随时的监控本系统采用web网络视频监控。网络监控具有有以下特点。1.前瞻性：模拟监控系统的结构决定其无法避免诸多的局限性，如只能在线实时观看，难以实现远程监控等。模拟监控被网络监控替代必然是大势所趋。2.先进性：网络摄像头为嵌入式实时监控设备，整个网络监控系统架构简单，布线施工容易，一条网线可以同时传达多路网络摄像机的视频信号。3.安全性：更方便对系统进行管理，网络监控系统可通过设置不同的权限级别，授权给不同等级的使用者。仅有最高级权限的用户才可以对整个系统进行设置和更改，只有有足够的权限才能观看相应的视频，大大提高了系统的安全性。3.扩展性好：当系统需要扩展时，只需要增加相应的前端设备（如网络摄像机等）即可，无需对系统进行大范围的更改和变动。 图4网站首页界面图5网站首页源码4. 硬件设计元件清单：摄像头，rt5350开发板，笔记本电脑。 图6工作电路图5.软件设计本系统是实现水下鱼群在线监控，其具体功能分为四个部分：信息采集，信息分析，信息处理，信息分享。WiFi摄像头监控到水下鱼群即时状态通过数字信号传到web服务器，通过互联网访问web服务器实现对水下鱼群的及时且远程的监控。主要结构流程见图8.Rt5350开发板池塘摄像头视频传输 WiFi数字信号互联网用户Web服务器用户用户图7工作流程图6.系统测试及结果测试是基于rt5350开发板的功能进行的，rt5350开发板可以对模拟视频信号进行处理，在进行信息的分析中，通过将当前采集视频与之前采集的信息进行比较，从而及时监控塘鱼类的活动状态。如图8图8工作图 7.程序源代码主函数的源代码：