一、方案背景
 

　　以前的魚塘養(yǎng)殖戶們每天都要24小時看管魚塘，不僅要實時注意魚塘的水溫、光照、濕度等問題，更重要的是時刻掌握好魚塘水的溶氧值。現在有了物聯(lián)網技術的幫助，養(yǎng)殖戶可在家中可通過電腦了解魚塘的情況，不僅能測得具體數值，還能看到實時視頻，更重要的是，可以對在魚塘中的增援設備實現遠程操作，而不需要劃船到水中央去開關增氧設備，這為養(yǎng)殖戶提供了很大的便利。
 

　　二、系統(tǒng)組成
 

　　智能魚塘系統(tǒng)分為三個部分：監(jiān)控中心、數據傳輸終端和視頻監(jiān)控終端、終端數據采集和攝像頭。
 

　　監(jiān)控中心包括WEB服務器、數據服務器以及PC等，監(jiān)控平臺可以24小時不間斷采集現場實時數據，動態(tài)顯示魚塘溫度、PH值、含氧量等數據，自動形成報表以及當數據出現異常時自動發(fā)送短信報警,并且監(jiān)控中心可以實時查看現場視頻，另外養(yǎng)殖戶也可以通過Internet訪問監(jiān)控平臺實時查看相應數據和視頻、或者控制換水、加氧等設備。
 

　　終端數據采集器包括溫度傳感器、含氧量傳感器、PH傳感器等，采集PH值、含氧量、溫度等數據發(fā)送給DTU，然后通過運營商網絡傳輸到監(jiān)控中心;同時監(jiān)控中心可發(fā)送指令到DTU，DTU再發(fā)送到換水、加氧等設備進行換水或者加氧。

　　網絡傳輸設備：鑒于采集器的接口和設備的工作環(huán)境等多種情況的要求，我們選擇廈門四信通訊有限公司的F2X14系列 DTU作為采集和傳輸設備，通過網絡進行傳輸，實現監(jiān)控中心對燃氣管網的無線遠程監(jiān)控。這里采用F2114(GPRS DTU)做數據傳輸終端，F2114是一種物聯(lián)網無線數據傳輸終端，使用運營商網絡為用戶提供無線長距離數據傳輸,支持GPRS網絡，同時支持RS232和RS485(或RS422)接口，實現透明數據傳輸;低功耗設計，最低功耗小于1mA;提供5路I/0,可實現數字量輸入和輸出、脈沖輸出、模擬量輸入、脈沖計數等功能。
 

　　視頻監(jiān)控設備：采用F6933，F6933是四信公司自主研發(fā)的一款采用嵌入式Linux操作系統(tǒng)視音頻監(jiān)控終端，具備8路視音頻編解碼、3G/4G/WIFI/有線LAN通信、GPS/北斗(可選)定位、本地超大容量數據安全存儲、硬盤減振保護等功能，并提供靈活的通道選擇及編碼方案。
 

　　三、系統(tǒng)拓撲
 

　　終端設備和監(jiān)控中心通信有兩種方式，一種是使用運營商公網，另一種是使用APN/VPDN專網。
 

　　3.1公網方案
 

　　網絡拓撲：

　　監(jiān)控中心用一個服務器組作為中心接收，中心采用ADSL等Internet公網連接，采用公網固定IP或者公網動態(tài)IP+DNS解析服務。
 

　　1)中心公網固定IP：監(jiān)控點直接向中心固定IP發(fā)起連接，運行可靠穩(wěn)定。
 

　　2)中心網公網動態(tài)IP+DNS解析服務：監(jiān)控點先采用域名尋址方式連接DNS服務器，再有DNS服務器連接到公網動態(tài)IP，建立連接。這種方式優(yōu)勢在于可以大大節(jié)約公網固定IP地址的費用，缺點是穩(wěn)定性受制于DNS服務器的解析速度和解析正確性。
 

　　3.2 專網方式
 

　　網絡拓撲：

　　VPDN/APN專線又稱為虛擬專用撥號網，是VPN業(yè)務的一種，是基于撥號用戶的虛擬專用撥號網業(yè)務。即以撥號接入方式上網，是利用IP網絡的承載功能結合相應的認證和授權機制建立起來的安全的虛擬專用網，是近年來隨著Internet的發(fā)展而迅速發(fā)展起來的一種技術。根據運營商分類，電信是VPDN專線，移動、聯(lián)通是APN專線。
 

　　監(jiān)控中心通過一條APN專線接入移動公司GRPS網絡，F2114和F6933采用運營商專網卡，雙方都是私有固定IP地址，處于同一個局域網內。數據傳輸終端和服務器平臺之間采用端到端加密，避免信息在整個傳輸過程中泄露。雙方采用防火墻進行隔離，并在防火墻上進行IP地址和端口過濾。此種方案無論實時行，安全性和穩(wěn)定性較前一種方案都有大大提高，適合于安全性要求較高、數據點較多、實時性要求較高的應用環(huán)境，是在資金允許的情況下之最佳組網方式。
 

　　四、方案特點
 

　　4.1、穩(wěn)定性：采用工業(yè)級高性能處理器，能夠經受長期的惡劣環(huán)境考驗，保證通信的順暢性;可靠的網絡連接，有設備重撥功能，能夠確保設備永遠在線。
 

　　4.2、成本低：采用的是無線數據傳輸終端，無需進行網絡布線，設備安裝靈活，不受地理環(huán)境影響，單點設備價格便宜，減少布線問題降低成本。
 

　　4.3、靈活性和擴展性：采用標準的通信協(xié)議;同個時要求便于安裝施工、調試、運行、維護。
 

　　4.4、及時性：當數據出現異常等情況，能夠及時通過GSM網絡向負責人手機發(fā)送短信告警，避免隱患。
 

　　4.5、便利性：管理人員無論在哪里，都可以通過互聯(lián)網對魚塘進行視頻監(jiān)視，可以定時抓拍圖像或者錄像，可以通過遠程操作對魚塘進行科學管理。