導(dǎo)語：智能體水產(chǎn)養(yǎng)殖論文一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

1智能體系統(tǒng)設(shè)計

1.1信息采集智能體設(shè)計信息采集智能體由信息采集模塊和CC2530芯片組成，兩者通過CC2530芯片的通用I／O口相連接，結(jié)構(gòu)如圖2所示。其控制核心為CC2530芯片，該芯片內(nèi)部集成有A／D轉(zhuǎn)換器、增強(qiáng)型8051處理器和ZigBee無線單元，負(fù)責(zé)對各類傳感器進(jìn)行管理，實現(xiàn)環(huán)境因子信息的采集、預(yù)處理和發(fā)送。信息采集模塊中的溫度傳感器、溶解氧傳感器、pH傳感器等采集到的環(huán)境因子數(shù)據(jù)，通過調(diào)理電路，進(jìn)行濾波和電壓整定，并通過I／O口送入A／D轉(zhuǎn)換器；增強(qiáng)型8051處理器讀取A／D轉(zhuǎn)換器數(shù)字化處理后的環(huán)境因子信息，最終送入ZigBee無線單元，該單元通過射頻信號將數(shù)據(jù)傳給該養(yǎng)殖池內(nèi)的信息匯聚智能體。每個養(yǎng)殖池內(nèi)可以在不同區(qū)域設(shè)有多個信息采集智能體，供信息匯聚智能體讀取數(shù)據(jù)，以保證采集數(shù)據(jù)的可信度。

1.2信息匯聚智能體設(shè)計信息匯聚智能體結(jié)構(gòu)如圖3所示。該結(jié)構(gòu)具有兩項功能：一方面起到環(huán)境因子數(shù)據(jù)的中轉(zhuǎn)作用，按現(xiàn)場監(jiān)控智能體的要求，采用輪詢的方式讀取本池中各信息采集智能體發(fā)送來的數(shù)據(jù)，并發(fā)送給現(xiàn)場監(jiān)控智能體；另一方面兼有圖像采集與發(fā)送功能，利用串口CMOS攝像頭進(jìn)行養(yǎng)殖物圖像采集，攝像頭通過RS232與CC2530中的無線單元ZigBee相連，由無線單元ZigBee完成圖像向現(xiàn)場監(jiān)控智能體的傳輸。

1.3環(huán)境調(diào)節(jié)智能體設(shè)計環(huán)境調(diào)節(jié)智能體由無線收發(fā)模塊和工控機(jī)組成，兩者通過RS485相連，如圖4所示。無線收發(fā)模塊負(fù)責(zé)接收現(xiàn)場監(jiān)控智能體通過無線通信發(fā)送過來的環(huán)境因子數(shù)據(jù)，進(jìn)行解調(diào)，最終上傳給工控機(jī)。工控機(jī)接收到數(shù)據(jù)后，首先根據(jù)其具備的知識對數(shù)據(jù)進(jìn)行推理（推理模塊），并將推理結(jié)果（調(diào)節(jié)任務(wù)）交給決策模塊進(jìn)行評價和決策。決策模塊利用已有的知識和各種狀態(tài)數(shù)據(jù)對推理結(jié)果進(jìn)行評價和決策，如果具備執(zhí)行該任務(wù)的能力，則交給控制模塊去執(zhí)行，否則啟動通信模塊與現(xiàn)場監(jiān)控智能體進(jìn)行協(xié)商?？刂颇K通過設(shè)備接口把任務(wù)交給執(zhí)行機(jī)構(gòu)去完成。決策模塊還能通過人機(jī)界面向操作員分發(fā)報警、決策請求等事件，并接收操作員的輸入信息。工控機(jī)強(qiáng)大的控制功能和可擴(kuò)展性，使得一個環(huán)境調(diào)節(jié)智能體能夠?qū)λ叙B(yǎng)殖池的環(huán)境參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)。系統(tǒng)中的執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要有電磁閥（溫度和pH調(diào)節(jié)）、水泵、增氧機(jī)、攪拌機(jī)等，用于調(diào)節(jié)養(yǎng)殖池中各環(huán)境因子，以提供養(yǎng)殖物生長的最佳環(huán)境。環(huán)境調(diào)節(jié)智能體對養(yǎng)殖環(huán)境的調(diào)節(jié)采取閉環(huán)控制，即執(zhí)行機(jī)構(gòu)在進(jìn)行環(huán)境調(diào)節(jié)的同時，該智能體中的無線收發(fā)模塊實時讀取養(yǎng)殖池中的各項環(huán)境參數(shù)，并進(jìn)行判斷，任一項參數(shù)達(dá)到調(diào)節(jié)要求即關(guān)閉相應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

1.4現(xiàn)場監(jiān)控智能體設(shè)計現(xiàn)場監(jiān)控智能體由信息收發(fā)單元和監(jiān)控計算機(jī)組成，兩者之間通過RS232／485總線連接，其功能結(jié)構(gòu)與環(huán)境調(diào)節(jié)智能體基本相同。信息收發(fā)單元負(fù)責(zé)接收各養(yǎng)殖池中的IGA上傳來的信號，并傳送給監(jiān)控計算機(jī)進(jìn)行保存，監(jiān)控計算機(jī)通過比較判斷，如需要對環(huán)境進(jìn)行調(diào)節(jié)，則通過信息收發(fā)單元以無線方式通知環(huán)境調(diào)節(jié)智能體工作，實現(xiàn)對養(yǎng)殖環(huán)境的閉環(huán)控制。監(jiān)控計算機(jī)的另一項任務(wù)，是通過信息匯聚智能體定期采集養(yǎng)殖物質(zhì)體的圖像（此時信息采集智能體處于休眠狀態(tài)），并利用專用軟件對采集到的圖像進(jìn)行處理與診斷，如發(fā)現(xiàn)有病變嫌疑則及時報警，避免重大損失的發(fā)生。

1.5各智能體間的協(xié)作基于多智能體的協(xié)同水產(chǎn)養(yǎng)殖監(jiān)控系統(tǒng)，通過多智能體之間的相互協(xié)作，來增強(qiáng)系統(tǒng)的監(jiān)控能力，系統(tǒng)具有更好的靈活性和魯棒性，便于適應(yīng)多變的養(yǎng)殖環(huán)境，其協(xié)作模型如圖5所示。下級智能體接收到上級智能體的任務(wù)請求后，根據(jù)自身的能力描述和當(dāng)前狀態(tài)，判斷任務(wù)是否可以接受：如果處于故障狀態(tài)或忙碌狀態(tài)，則對該請求進(jìn)行回絕；如果能接受這項請求，則返回接受信號，對請求的任務(wù)進(jìn)行評

2監(jiān)控軟件設(shè)計

現(xiàn)場監(jiān)控智能體的監(jiān)控軟件采用C語言編制，具有參數(shù)配置、實時監(jiān)控、歷史數(shù)據(jù)和系統(tǒng)說明4個模塊的功能。實時監(jiān)控模塊用于對養(yǎng)殖水體的溶解氧、溫度、pH以及水位等關(guān)鍵因子進(jìn)行自動監(jiān)測。每臺計算機(jī)同時監(jiān)測6個養(yǎng)殖池，分池、分監(jiān)測點以數(shù)值的形式顯示關(guān)鍵因子，并通過算法綜合判斷，給出養(yǎng)殖環(huán)境狀態(tài)的提示。如圖6所示為1號池的實時監(jiān)控界面。歷史數(shù)據(jù)模塊用于對歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢。參數(shù)配置模塊用于對各養(yǎng)殖池的理想?yún)?shù)進(jìn)行設(shè)置。系統(tǒng)說明模塊提供相關(guān)信息服務(wù)，并對軟件的使用提供幫助。

3現(xiàn)場試驗

試驗現(xiàn)場選在山東省日照市的某水產(chǎn)養(yǎng)殖有限公司，試驗魚池規(guī)格為6m×6m，水深0．5m。魚池中養(yǎng)殖大菱鲆，其適宜的養(yǎng)殖環(huán)境為：溫度10～20℃，溶解氧大于6mg／L，pH為7．6～8．2。據(jù)此，試驗魚池的初始環(huán)境因子參數(shù)設(shè)置為：溫度17℃，溶解氧7mg／L，pH為7．9。試驗以溫度值的變化為觀測點，以驗證環(huán)境調(diào)節(jié)智能體的工作性能。

（1）系統(tǒng)的測量精度滿足要求。

（2）通過人工措施在10：30的時候使水體溫度降低到15．7℃，此時環(huán)境調(diào)節(jié)智能體開始工作，起動加熱系統(tǒng)給水體加熱，11：21池中的測量溫度為16．6℃。試驗測得加熱時間約為56min42s，水溫達(dá)到設(shè)定溫度要求，加熱系統(tǒng)自動停止。系統(tǒng)工作效率高于一般的在線監(jiān)測系統(tǒng)，滿足環(huán)境調(diào)節(jié)要求。

4結(jié)論與討論

市場對水產(chǎn)品的個性化需求，使得規(guī)?；a(chǎn)養(yǎng)殖向著多樣化發(fā)展?；诂F(xiàn)有監(jiān)控系統(tǒng)在自學(xué)習(xí)能力和監(jiān)控范圍方面的局限，結(jié)合多智能體系統(tǒng)的功能特點，將多智能體技術(shù)引入到規(guī)?；a(chǎn)養(yǎng)殖監(jiān)控系統(tǒng)中，提出了一種基于多智能體的無線傳感網(wǎng)絡(luò)協(xié)同水產(chǎn)養(yǎng)殖監(jiān)控系統(tǒng)。通過無線傳感網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行環(huán)境信息的采集與傳輸，依靠多智能體間的協(xié)作，實現(xiàn)信息的處理與反饋。智能體的自學(xué)習(xí)能力使系統(tǒng)的監(jiān)控能力得以增強(qiáng)，便于適應(yīng)多變的養(yǎng)殖環(huán)境。同時，系統(tǒng)擴(kuò)充了圖像處理功能，用于對養(yǎng)殖物質(zhì)體進(jìn)行監(jiān)測，以避免病變帶來的重大損失。試驗結(jié)果表明系統(tǒng)的測量精度和調(diào)節(jié)功能均滿足要求。進(jìn)一步的研究工作主要在系統(tǒng)的優(yōu)化、路由改進(jìn)以及推理與決策算法等方面進(jìn)行，以期能夠設(shè)計出更具實用性的監(jiān)控系統(tǒng)。

作者：趙明光張賢單位：淮海工學(xué)院