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1、苏州经贸职业技术学院项目研究报告项目批准号项目合同号收件日期 苏州经贸职业技术学院项目研究报告项目名称：基于移动互联网的水产养殖物联网关键技术研究与应用负 责 人：贾海天电话：62910782电子邮件： 联 系 人：贾海天电话：13915730439资助金额：10000元执行年限：2012.042013.12填表日期：2013年 11月 5日12970 0科技产业处二00四年十月 制1 概述本项目将移动互联网和物联网信息关键技术应用于水产养殖中，整合渔业新闻动态、水产养殖技术、手机信息服务等功能模块，为实现健康养殖的渔业生产保驾护航，不仅大大降低了生产人员的劳动强度，方便了技术人员对数据的收集
2、和分析，并提高了养殖动物病害预警的能力，同时也配合了水污染治理工作。项目有效扩大了信息传递范围，提升了信息传递速度，有利于统计和掌握面上渔业生产信息，为渔业主管部门做出决策，部署任务，指导工作提供了及时、有效的依据，促进产业园内渔业快速可持续健康发展。通过项目的研究与应用，实现产学研结合，服务地方经济建设。课题开发与应用依托与数字化校园工程技术研究开发中心和陈志峰教授带领了科技创新团队，完成相关任务的开发应用工作。2 系统总体设计基于移动互联网的水产养殖物联网关键技术研究与应用主要是通过项目应用中的几个关键技术进行的应用，总体架构是松散的，通过数据接入层完成的数据交换。通过上图系统架构可以看出
3、，整个移动互联网的水产养殖物联网关键技术由一下几部分组成：（1） Web 应用，通过Web应用完成数据展示与操作功能，课题项目平台完成了舌尖上的阳澄湖和无线农业专家展示平台。（2） 移动智能终端应用，主要采用Android2.3 技术开发完成。具体实现通过jQuery Mobile和App应用完成，主要实现了在线销售和水产养殖物联在线展示。（3）基于CGI技术的网络摄像机监控系统开发与应用完成了音频和视频信息的展示，可以控制网络摄像机，把视频信息展示出来。（4）数据接入层和数据库通过Web Service技术完成了数据交换，Web数据平台和移动手机终端通过数据交换完成信息传递。（5）通过虚拟化
4、平台完成系统搭建，虚拟化软件采用了Vmware Esx平台完成。（6）系统安全与容灾平台作为课题的重要组成部分，通过安全防火墙设置完成，灾备采用RAID5存储完成。3项目技术分析（1） 舌尖上的阳澄湖，电子交易平台舌尖上的阳澄湖的框架采用分层组件技术如下图所示，框架主要由3层组件结构完成，自下而上分别为：数据访问组件 (DAL)、业务逻辑组件 (BLL)、表示界面组件 (UI)、实体组件 (Entity)、数据访问层工厂模式组件(DAL Factory)。 数据访问组件（DAL）：有时候也称为是持久组件，其功能主要是负责数据库的访问。实现对数据表的Select，Insert，Update，De
5、lete的操作。通过ORM（Object/Relation Mapping）的元素，就会对包括对象和数据表之间的mapping（映射），以及对象实体的持久化。 业务逻辑组件（BLL）：是整个系统的核心，它与这个系统的业务（领域）有关。 表示组件 (UI)：是系统的界面部分，负责界面与整个系统的交互。 实体组件 (Entity)：实体组件是数据库表结构映射。 数据访问接口（DAL Factory）：在数据访问组件（DAL）中，采用DAL接口抽象出数据访问逻辑，并以DAL Factory作为数据访问组件对象的工厂模块。分别支持SQL Server DAL和支持Oracle的Oracle DAL等多
6、种不同的数据库。Entity组件则包含了数据实体对象。分层组件框架有如下优点：提高了重用性，灵活性，扩展性,修改局部不会对整体有影响。各个分层组件之间高内聚、低耦合。手机智能应用采用了JQuery Mobile技术，JQuery Mobile是针对触屏智能手机与平板电脑的网页开发框架。JQuery Mobile 是一个JavaScript库，您用它能轻松建设一个移动版本的网站（移动web），将现有的web页面转化为触摸友好的网站和应用程序。Jquery mobile构建于Jquery 以及 Jquery UI类库之上，为前端开发人员提供了一个兼容所有主流移动设备平台的统一UI接口系统。（2）
7、水产养殖物联网平台实现水产养殖物联在线展示。主要展示内容有农业资讯、农业知识库、专家名录、社交圈子，论坛等。主要技术架构与舌尖上的阳澄湖类似，也是3层架构。Android是基于Java并运行在Linux内核上的操作系统，这个操作系统是轻量级的，但是功能却很全面。而且在这个系统上，Google公司已经内置了很多有用的软件。Android的特点1）应用程序框架：支持组件的复用和更换 2）Dalvik 虚拟机：专门为移动设备进行过优化 3）集成的浏览器：基于开源的 WebKit 引擎 ，TV上会内置Chrome浏览器4）优化的图形机制：自定义的2D图形库，基于OpenGL ES 1.0规范的3D图形
8、实现（本项为硬件加速器可选） 5）SQLite：轻量级的数据库，支持结构化数据的存储 6）媒体支持：面向常见的音频、视频以及静态图形档案格式 (MPEG4, H.264, MP3, AAC, AMR, JPG, PNG, GIF) 7）GSM 技术 GSM：global system for mobile communications (依赖硬件支持) 8）Bluetooth, EDGE, 3G, and WiFi (依赖硬件支持) 9）Camera, GPS, compass, and accelerometer (依赖硬件支持) 10）Rich development environmen
9、t：丰富的开发环境，包含一套硬件仿真器，一些用于程序调试、内存和性能剖析的工具，以及支持Eclipse集成开发环境的插件（ADT ）。本课题层次自上而下可以分为以下几层：应用程序(Application)应用程序涉及用户界面和用户交互。以Java语言进行编写。Android本身提供桌面(Home)、联系人(Contact)、电话(Phone)和浏览器(Browers)等众多的核心应用。同时应用程序开发者还可以使用应用程序框架层API实现自己的程序。应用程序框架(Application Framework)Android的应用程序框架为应用程序层的开发者提供API，他实际是一个应用程序的框架,由
10、于是以JAVA构建的，因此本层次提供的首先包含了UI程序中所需要的各种控件，例如一个Android的应用程序框架可以包含以下几个部分：Activity(活动)Broadcast Intent Receiver(广播接收者)Service (服务)Content Provider (内容提供者)各种库(Library)和Android运行环境(RunTime)本层次对应一般嵌入式系统，相当于中间层次。这个层次由2部分组成，分别是类库和运行环境。这些类库包含：系统C库、媒体库、Surface Manager图层管理、LibWebCore Web浏览器引擎、SGL 底层2图形引擎、3D librar
11、ie(提供3D加速)、FreeType(提供位位图和矢量的字体显示)、SQLite（提供数据库应用）。操作系统每一个Android应用程序都在自己的进程空间内运行，都拥有一个独立的dalvik虚拟机实现。Dalvik被设计成一个设备，可同时高效的运行多个虚拟系统。dalvik虚拟机依赖于linux内核的一些功能，如线程调度，内存管理。系统架构如下图所示：（3） 基于CGI技术的网络摄像机监控系统实现技术原理视频监控技术在向着高清化、数字化、网络、智能的方向发展，目前一般的远程图像监控系统，其图像压缩及解压缩全部采用PC机的视频卡，使得视频前端（如CCD等视频信号采集、压缩、通信）较为复杂，稳定
12、性、可靠性不高，且价格昂贵，而且PC机也需要专人管理，操作较为繁琐，本文采用了基于CGI技术的网络摄像机开发的监控系统是一种基于互联网（或高速局域网）传输的解决方案，它具有强大的网络功能，可将监控扩展到世界的每一个角落，只要有网络都可以看到监控的内容。本课题通过CGI通用网关接口（Common Gateway InterfaceCGI）开发完成一套视频监控系统原型，实现客户端、WEB浏览器和移动互联网智能终端视频访问，同时根据已经实现的技术构建基于SOA的网络监控平台。课题采用了Android 2.3完成，Android移动智能终端系统是一种以Linux为基础的开放源代码操作系统，主要使用于便
13、携设备。系统框架图如下图所示：本课题扩展以后可以采用了SOA架构，在网络摄像机内融合http技术，设计具有融合通信（Converged Communication）特点网络摄像机系统，实现网络摄像机多业务应用，特别是软电话模式的的业务应用。 网络摄像机将演进到物联网、泛在网络感知层的感知接入设备，有智能感知、呼叫控制、远程访问、云端采集能功能特性，提供主被动服务，融合多业务应用。基于SOA的视频监控系统由监控前端设备、视频监控中心和控制端三部分组成，系统结构图如下图所示：（4） 数据接入层和数据库通过Web Service技术完成了数据交换Web Service技术， 能使得运行在不同机器上的
14、不同应用无须借助附加的、专门的第三方软件或硬件， 就可相互交换数据或集成。依据Web Service规范实施的应用之间， 无论它们所使用的语言、 平台或内部协议是什么， 都可以相互交换数据。Web Service是自描述、 自包含的可用网络模块， 可以执行具体的业务功能。Web Service也很容易部署， 因为它们基于一些常规的产业标准以及已有的一些技术，诸如XML和HTTP。Web Service减少了应用接口的花费。Web Service为整个企业甚至多个组织之间的业务流程的集成提供了一个通用机制。在本课题中智能终端App应用，Web页面是通过Web服务完成。（5） 虚拟化平台构建及其安
15、全性能实现虚拟化不是将一台服务器变成多台这么简单，涉及数据中心虚拟化技术包括：计算虚拟化（vCompute）、网络虚拟化（vNetwork）、存储虚拟化（vStroage）、安全虚拟化（vSecurity）、服务虚拟化（vService）等等。在数据中心部署虚拟化可整合资源的利用、减少硬件的资金投入、减少机房空间占用、提高设备可用性、减少电力消耗（空调、供电）、降低管理费用等诸多好处。总之，将服务器、存储、网络等资源形成的虚拟架构犹如一台超级计算机，使最终用户从关心单个服务器或存储产品的性能转变为关心虚拟化解决方案的整体性能。本课题中涉及到的主要系统是：数据库系统 Web服务数据交换平台 视频展示流媒体服务器 舌尖上的阳澄湖展示系统 水产养殖物展示平台 Android应用管理平台 这些系统都需要各自不同的操作系统，如果部署在不同的物理服务器，存在如下问题：A.现有数据中心电力系统问题，负载重，且稳定性不高，出现过电力供应中断的状况，严重影响信息系统的正常运
