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料线式投饵装置管理系统设计

料线式投饵装置管理系统设计

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作者：刘海德华中农业大学

学位级别：硕士

在水产养殖领域中存在着饵料利用率较低、环境污染较为严重等问题。针对这些问题,团队研发了一款料线式投饵装置,但该装置只能现场手动控制,无法实现远程管控。为此,本文提出了一种料线式投饵装置管理系统,可实现料线式投饵装置的远程... 详细信息

在水产养殖领域中存在着饵料利用率较低、环境污染较为严重等问题。针对这些问题,团队研发了一款料线式投饵装置,但该装置只能现场手动控制,无法实现远程管控。为此,本文提出了一种料线式投饵装置管理系统,可实现料线式投饵装置的远程状态监测与报警、投喂策略的实时管控和运行数据的持久化存储等功能。本文的主要研究工作如下:(1)设计总体方案。根据物联网系统三层架构设计模式,在料线式投饵装置作为感知层的基础上,为实现参数设置、状态采集、数据联网通信和持久化存储等功能,将本管理系统划分为两个层级:主控制器、物联网网关、网络交换机与MQTT服务器所构成的物联网传输层和Web应用、微信小程序、触摸屏界面所组成的物联网应用层。(2)系统的传输层设计。首先,根据总体设计方案对信息组网协议进行选择:主控制器、从控制器和物联网网关之间采用S7通信协议,物联网网关与云服务器之间采用MQTT通信协议。其次,根据性能需求和所选择的通信协议对系统中主控制器、物联网网关等硬件进行选型和参数配置。然后,根据料线式投饵装置的工作要求将通信功能划分成4个子模块并进行数据传输流程设计。最后,根据轻量化设计要求在华为云服务器中选择Mosquitto软件进行MQTT服务器开发,实现物联网应用和硬件数据的交互功能。(3)应用层软件设计。为了满足数据持久化存储、用户远程管理等实际需求,对应用层进行了整体架构、逻辑架构和功能架构的划分。根据整体架构确定使用前后端分离的开发路线,对Web应用和微信小程序进行开发;根据逻辑架构确定系统开发过程中所采用的技术栈;根据功能架构将实际需求划分成7个功能模块。最终采用Django框架进行Web后端应用开发,可对传输层数据进行处理和存储,并为前端应用提供数据访问接口。使用Vue框架为用户提供可视化Web前端应用页面对硬件设备进行管理,利用微信开发者工具对小程序软件进行设计为用户提供手机监控页面。在系统设计完成后,分别对传输层的通信功能和应用层的Web应用、微信小程序进行了测试,结果表明此系统能够较好的采集和传输投喂装置的各项运行参数,并进行工作过程的远程控制。

关键词：投饵管理系统远程控制 Web应用微信小程序 MQTT协议

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