【正文】 ..........................................................................................31參考文獻 .......................................................................................................................32附錄 1 軟件著作權 ......................................................................................................35附錄 2 項目開發(fā)過程照片 ..........................................................................................36第一章 前言1第一章 前言 項目開發(fā)背景與意義 項目開發(fā)背景 “盱眙龍蝦”是一種淡水龍蝦，學名克氏螯蝦，俗稱“小龍蝦”原產(chǎn)于歐美國家，20 世紀中期傳入我國并大量繁殖。不失時機地把龍蝦規(guī)?；B(yǎng)殖與信息化管理技術結合起來，迅速提升龍蝦養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)管理技術水準，以現(xiàn)代裝備手段，推動龍蝦養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)長足發(fā)展，是龍蝦人工繁殖、養(yǎng)殖技術進一步發(fā)展的重要任務。 項目開發(fā)意義 實施“5000 畝盱眙龍蝦規(guī)?；B(yǎng)殖與信息化管理技術開發(fā)應用”項目，為了促進盱眙龍蝦成蝦養(yǎng)殖和繁殖工作向集約化方向發(fā)展，將盱眙龍蝦養(yǎng)殖技術與基于計算機技術的信息化管理技術相結合，實現(xiàn)龍蝦養(yǎng)殖穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)、保產(chǎn)、保收、保增長、保效益的目的。大蓮湖龍蝦養(yǎng)殖基地位于江蘇省淮安市盱眙縣河橋鎮(zhèn)大蓮湖村境內，連片龍蝦養(yǎng)殖面積 6000 多畝，精養(yǎng)水面 3000 余畝，是目前江蘇省規(guī)模最大的專業(yè)化淡水龍蝦養(yǎng)殖基地，5000 畝盱眙龍蝦規(guī)?；B(yǎng)殖與信息化管理技術開發(fā)應用，有利于建設規(guī)模更大、養(yǎng)殖水平更高的盱眙龍蝦精細化養(yǎng)殖示范基地，有利于推動數(shù)字農(nóng)業(yè)技術進步，增強盱眙龍蝦品牌的高科技含量。 龍蝦養(yǎng)殖國內外情況調查 龍蝦養(yǎng)殖國外情況國外研究淡水螯蝦的歷史很早，可以追溯到一百多年前，國外養(yǎng)殖小龍蝦的歷史大概有六十到七十年，但從二十世紀七十年代后發(fā)展非常迅速。在那里淡水螯蝦已經(jīng)成為重要的水產(chǎn)資源，特別是美國，1978 年美國國家研究委員會強調發(fā)展淡水小龍蝦的養(yǎng)殖，其養(yǎng)殖產(chǎn)量占美國甲殼類水產(chǎn)動物養(yǎng)殖產(chǎn)量的 90%以上。美國淡水螯蝦養(yǎng)殖單產(chǎn)高的達到每公頃 4000 多公斤。小龍蝦養(yǎng)殖方式有粗放養(yǎng)殖、混養(yǎng)和池塘強化養(yǎng)殖，較多的是與水稻的輪作和混作。 澳大利亞 20 世紀 60 年代后期開始淡水小龍蝦養(yǎng)殖和研究工作，主要養(yǎng)殖種類是麥龍螯蝦、紅螯蝦和雅比螯蝦。養(yǎng)殖有三種形式：一是湖泊、水庫粗放養(yǎng)殖，不用管理和投喂，平均單產(chǎn)為每公頃水面 1000公斤；二是池塘精養(yǎng)，平均單產(chǎn)每公頃約 3 千公斤至 4 千公斤；三是采取封閉系統(tǒng)工廠化強化養(yǎng)殖，單產(chǎn)則更高。20 世紀 60 年代后，瑞典、芬蘭、法國、奧地利、英國、波蘭、德國和一些前蘇聯(lián)國家從國外引進一些抗病能力強的優(yōu)良種類，如 20 世紀 70 年代引進寬大太平螯蝦、土耳其螯蝦、克氏原螯蝦。90 年代又從澳大利亞引進紅螯螯蝦，積極發(fā)展小龍蝦養(yǎng)殖，恢復螯蝦資源。由于需求量大，歐洲每年仍要進口大量的淡水螯蝦，2022 年僅瑞典就進口了 5000 噸以上 [1]。2022 年中國淡水螯蝦的總產(chǎn)量在 20 萬噸以上，僅江蘇省的產(chǎn)量就達到 萬噸，成為世界上淡水螯蝦產(chǎn)量最大的國家。二十世紀九十年代末，江蘇盱眙的許建忠先生針對淡水螯蝦第一章 前言3的性味開發(fā)出了專門用來燒制克氏原螯蝦（淡水小龍蝦）的龍蝦調料——十三香。湖北省水產(chǎn)科學所研究控制光照、控制水溫、控制水位、改善水質、加強投喂的綜合措施，人工誘導紅螯蝦和克氏小龍蝦同步產(chǎn)卵，規(guī)?；敝倡@得很好的效果。一些水產(chǎn)科研人員研究了淡水螯蝦與一些掠食性魚類的生存關系，淡水螯蝦對多種沉水植物的利用及相互影響等。同時，項目需要結合養(yǎng)殖現(xiàn)場的具體情況進行調試與應用。第一，傳感器數(shù)據(jù)采集信號與控制指令的網(wǎng)絡傳輸問題；第二，上位機數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)開發(fā)問題；第三，Web 遠程訪問技術；第四，視頻監(jiān)控與系統(tǒng)集成問題。第一，完成數(shù)據(jù)采集與控制平臺軟件的設計；第二，負責初始化 CAN 系統(tǒng)模塊，并根據(jù)軟件設計要求實時采集 CAN 前端模塊連接的智能傳感器數(shù)據(jù)，主要包括環(huán)境溫度、濕度、大氣壓力、光照強度、風向、水中含氧量、PH 值等數(shù)據(jù)信息；第三，根據(jù)采集數(shù)據(jù)狀態(tài)，手動或自動啟動設備控制程序，實現(xiàn)對養(yǎng)殖現(xiàn)場電氣設備的具體操控（給水水泵、排水水泵、增氧機等） ；第四，數(shù)據(jù)保存與歷史記錄查詢。系統(tǒng)中心設立上位機與 Web 服務器，上位機中運行系統(tǒng)監(jiān)控程序，負責數(shù)據(jù)采集與控制指令的發(fā)出。系統(tǒng)功能示意圖如圖 所示。前端主要對龍蝦養(yǎng)殖環(huán)境因子進行數(shù)據(jù)采集，其中主要包括池塘的水溫、水中溶解氧指標、PH 值、空氣溫度、大氣壓力、空氣濕度、光照度等環(huán)境數(shù)據(jù)。在上位機的控制端，根據(jù)采集到的環(huán)境因子結合專家系統(tǒng)進行分析，并通過系統(tǒng)自動控制養(yǎng)殖場的增氧機、注水水泵和排水水泵進行相應的調節(jié)。第三層為 Web 遠程表示層，可以通過互聯(lián)網(wǎng)在遠程實時監(jiān)控養(yǎng)殖現(xiàn)場的生產(chǎn)情況，包括視頻情況。圖 CAN 總線拓撲結構PCI 控制卡總線寬度 32 位，同步工作頻率可達到 33MHz，最高傳輸速率為132MB／S，設計標準中考慮了負載，即使擴展卡超過了負載的最大值，系統(tǒng)也淮安信息職業(yè)技術學院畢業(yè)設計論文6能正常工作。CAN 接口通訊協(xié)議采用 （PeliCAN）兼容 ，符合ISO/ISO11898 規(guī)范。近距離的最高傳輸速率能夠達到 1Mbps。表 1 緩存區(qū)分配：（標準幀）buffer 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9內容 功能碼 1 功能碼 2 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7表 2 緩存區(qū)分配：（擴展幀）buffer 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11內容 功能碼 1 功能碼 2 功能碼 3 功能碼 4 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 軟件模塊總體設計在本項目中上位機系統(tǒng)由兩部構成，分別是數(shù)據(jù)采集控制監(jiān)控系統(tǒng)和互聯(lián)網(wǎng)信息遠程監(jiān)控系統(tǒng)。將實時采集的數(shù)據(jù)保存到服務器的數(shù)據(jù)庫中。Web 信息平臺系統(tǒng)采用 為系統(tǒng)框架， 為 Web 服務器，結合 FushionChar 開源圖表技術，實現(xiàn)了對養(yǎng)殖場情況的動態(tài)遠程監(jiān)控。 視頻監(jiān)控模塊總體設計視頻監(jiān)控硬件模塊由 HKDVR 8XXH 系列 PC 式數(shù)字硬盤錄像機、高速球攝像機、鍵盤、聲光報警、紅外對射、煙感、路由器等構成。1）采用基于網(wǎng)絡、面向遠程設備的控制技術數(shù)據(jù)采集技術，將環(huán)境溫度、濕度、大氣壓力、光照、蝦池視頻圖像等實時數(shù)據(jù)采集設備所獲得的數(shù)據(jù)與計算機控制等技術有機結合，建立龍蝦養(yǎng)殖基地數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)。3）在辦公室實現(xiàn)對視頻圖像采集探頭 360 度環(huán)繞調節(jié)，近、遠程定點聚焦或圖象放大，有效查看工作人員不易到達的蝦池區(qū)域。第二章 系統(tǒng)總體設計75）龍蝦易患爛鰓病、黑鰓病、爛尾病、聚縮蟲病、纖毛蟲病等常見病，在大規(guī)模人工養(yǎng)殖環(huán)境下，由于養(yǎng)殖區(qū)域大，養(yǎng)殖環(huán)境復雜，以及人工探察時，龍蝦易受驚嚇潛入水中，難以較早發(fā)現(xiàn)蝦病，一旦發(fā)現(xiàn)，蝦病情況通常已比較嚴重，本項目的項目特色和創(chuàng)新在于，開發(fā)應用一種視頻監(jiān)控技術，探索早期偵查蝦病的有效手段。7）優(yōu)質的養(yǎng)蝦環(huán)境是天然的沼澤池塘，這種環(huán)境水源豐足，水草植被茂盛，通常也道路泥濘，人工監(jiān)控困難，工作量巨大，為養(yǎng)殖人員提供數(shù)字監(jiān)控手段，在辦公室就可以全面掌控龍蝦養(yǎng)殖情況。9）通過網(wǎng)絡，用電腦或手機上網(wǎng)，實現(xiàn)異地遠程監(jiān)控。 運行環(huán)境需求分析上位機將部署在龍蝦養(yǎng)殖現(xiàn)場附近的主控機房中，距離數(shù)據(jù)采集前端模塊約有 1 公里左右，使用 CAN 總線實現(xiàn)與遠程數(shù)據(jù)采集與控制模塊的通信 [4]。硬件環(huán)境：PC 機或工控機， 2G 內存，500G 以上硬盤；CAN 總線數(shù)據(jù)采集卡 PCI8110 采集板；軟件環(huán)境：Windows XP 操作系統(tǒng)；SQL Server2022 數(shù)據(jù)庫；Net 框架平臺； 接口 API；CAN 接口幫助文檔等。用戶與權限管理管理創(chuàng)建新用戶，創(chuàng)建角色，分配用戶的權限。數(shù)據(jù)采集與實施顯示本單元的功能主要負責完成讀取前端的數(shù)據(jù)采集模塊所采集的各種數(shù)據(jù)（溫度、濕度、水溫、溶解氧、PH 值、風向、大氣壓力、光照等） ?，F(xiàn)場設備控制根據(jù)現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)情況，可以通過軟件自動或操作員手動的開啟或關閉相關設備（增氧機、注水水泵和排水水泵） ，從而調節(jié)龍蝦養(yǎng)殖環(huán)境的狀態(tài)。歷史記錄查看可根據(jù)操作者的選擇，指定時間和養(yǎng)殖池塘進行歷史數(shù)據(jù)查看。系統(tǒng)管理員負責維護系統(tǒng)的正常運行，一般項目運行之初有技術人員負責完成，交付用戶使用后，系統(tǒng)在正常運行過程中不需要使用系統(tǒng)管理員角色登錄。系統(tǒng)管理員用戶管理角色管理數(shù)據(jù)庫維護圖 系統(tǒng)管理員角色及對應操作 數(shù)據(jù)庫設計數(shù)據(jù)庫是系統(tǒng)運行的基礎，將實時采集的數(shù)據(jù)保存到系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中，有利于對歷史數(shù)據(jù)的分析與查詢。 數(shù)據(jù)庫相關技術SQL 全稱是結構化查詢語言(Structured Query Language)，最早的是 IBM 的圣約瑟研究實驗室為其關系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)開發(fā)的一種查詢語言，它的前身是SQUARE 語言。如今無論是像 Oracle 、Sybase、Informix 、SQL server 這些大型的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，還是像 Visual FoxPro、PowerBuilder 這些微機上常用的數(shù)據(jù)庫開發(fā)系統(tǒng)，都支持 SQL 語言作淮安信息職業(yè)技術學院畢業(yè)設計論文10為查詢語言。他不要求用戶指定對數(shù)據(jù)的存放方法，也不需要用戶了解具體的數(shù)據(jù)存放方式，所以具有完全不同底層結構的不同數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)可以使用相同的 SQL 語言作為數(shù)據(jù)輸入與管理的接口。SQL 同時也是數(shù)據(jù)庫文件格式的擴展名。數(shù)據(jù)庫顧名思義是存儲數(shù)據(jù)的倉庫。當人們收集了大量的數(shù)據(jù)后，應該把它們保存起來進入近一步的處理，進一步的抽取有用的信息。要是下定義的話，就應該是指長期儲存在計算機內的、有組織的、可共享的數(shù)據(jù)集合。在數(shù)據(jù)庫技術的早期還曾經(jīng)流行過層次數(shù)據(jù)庫與網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫，但這兩類數(shù)據(jù)庫目前已經(jīng)極少使用。負責這些技術管理工作的個人或集體稱為數(shù)據(jù)庫管理員(DBA)。數(shù)據(jù)庫的設計只是提供了數(shù)據(jù)的類型、邏輯結構、聯(lián)系、約束和存儲結構等有關數(shù)據(jù)的描述，這些描述稱為數(shù)據(jù)模式。這些參數(shù)可以由用戶設置，也可以由系統(tǒng)按默認值設置。(3)準備和裝入數(shù)據(jù)，定義數(shù)據(jù)庫僅僅建立了數(shù)據(jù)庫的框架，要建成數(shù)據(jù)庫還必須裝入大量的數(shù)據(jù)，這是一項浩繁的工作。計算機系統(tǒng)中原已積累的數(shù)據(jù)，要充分利用，盡可能轉換成數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)。 程序編碼規(guī)范? 變量/方法名必須采用有意義的英文單詞或英文單詞組合作為變量名稱，首字母小寫，第二個單詞首字母大寫。? 靜態(tài)全局變量靜態(tài)全局變量采用全部大寫字母進行名。例如 PI,Connection等。例如 DBOperator 等? if 語句等的寫法：if ()) { //…. }縮進 4 個空格（用 Tab 鍵縮進）? “=”號左右各留一個空格如 string personalName = “張三”。amp。 //創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫連接對象 數(shù)據(jù)庫命名規(guī)范本系統(tǒng)采用 SQL Server2022 為數(shù)據(jù)庫平臺，現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫對象進行命名規(guī)則說明：? 表表名要用有實際意義的英文單詞命名，若單詞名字太長，可以做適當縮寫。如：PERSONBASEINFO_PERSONSYSID_PK。如：PERSONBASEINFO_FAMILYID_FK。如：DICT_Dep，為部門字典表。如：PROC_JOIN，分頁存儲過程。? 觸發(fā)器系統(tǒng)中觸發(fā)器的命名：TRIG_觸發(fā)器名。為—樹形的功能模塊結構圖。接口描述包括：傳輸方式、帶寬、數(shù)據(jù)結構、傳輸頻率、傳輸量、傳輸協(xié)議3 數(shù)據(jù)結構 數(shù)據(jù)結構包括：數(shù)據(jù)庫表的結構、其他數(shù)據(jù)結構等4概念數(shù)據(jù)模型 CDM關系數(shù)據(jù)庫的邏輯設計模型，叫做概念數(shù)據(jù)模型；主要內容包括—張邏輯 ER 圖及其相應的數(shù)據(jù)字典5物理數(shù)據(jù)模型 PDM關系數(shù)據(jù)庫的物理設計模型，叫做物理數(shù)據(jù)模型。角色的權利通過授權來實現(xiàn)8 子系統(tǒng)具有相對獨立功能的小系統(tǒng)叫做子系統(tǒng)；一個大的軟件系統(tǒng)可以劃分為多個子系統(tǒng)，每個子系統(tǒng)可由多個模塊或多個部件組成9 模塊 具有功能獨立、能被調用的信息單元叫做模塊。接口描述包括：調用方式、入口信息、出口信息等11 相關文件指當本文件內容變更后，可能引起變更的其他文件。如各種有關規(guī)范、模板、標準、準則 CAN 設備初始化 CAN 數(shù)據(jù)采集卡初始化KPCI8110適用于PC/286/386/486/586/ 及各種工控機，兼容機 (PCI總線)的長距離，高傳輸速 率，多站點的CAN總線通訊板，采用光電隔離技術，使用兩根線每路可連接110個工作站。使用方便，能夠實現(xiàn)自動配置，實現(xiàn)設備的即插即用。提供數(shù)據(jù)和地址奇偶校驗功能，保證了數(shù)據(jù)的完整性和準確性 CAN 接口 主要技術指：通訊協(xié)議采用 （PeliCAN）兼容，符合 ISO/ISO11898 規(guī)范。傳輸速率最高1Mbps。10% ，隔離電壓 1000V。10％)≤400mA 。3. CAN數(shù)據(jù)采集卡的外觀與使用 圖 數(shù)據(jù)采集卡