一、创业项目概述二、创业机会概述三、拟办(已创办)企业情况第三部分项目技术与产品(服务)实现第一章项目技术方案一、项目总体技术概述(一)总体技术方案心。
数据采集终端节点和汇聚节点的主控板以开源的电子原型平台Arduino为基础,采用ATmega2560为核心的微处理器,通过一定的定制完成对水产养殖水质、物流、销售环境数据和监测点位置信息的采集、存储、处理和转发。
(2)基于专家系统技术的水产品质量安全预警专家系统就是一个具有智能特点的计算机程序,它的智能化主要表现为能够在特定的领域内模仿人类专家思维来求解复杂问题。
它由知识库、推理机、解释接口等组成。
水产领域的知识极为复杂,涉及种质、品种、水质、饵料等多种复杂条件,知识类型包括了启发性知识、过程性知识、描述性知识、运算性知识等,描述对象涉及了规则、过程、概念、对象、事实、关系以及元知识等。
本项目拟采用具有自主知识产权的实用性较强的有效知识表示策略组合---面向对象的可视化“知识体·对象块·构件”知识表示和基于三重蕴涵特征展开的FUZZY规则组知识表示。
此外,根据渔业领域问题求解的特点,针对不同的问题,拟采用基于三重蕴涵机制的特征展开模糊推理、基于案例推理(CBR)和基于规则推理(RBR)相结合的推理、基于神经网络和灰色CBR相结合的推理、基于多粒度和模糊CBR 相结合的推理等机制。
可以针对水产养殖过程中的疾病预防、诊断、处理进行智能推理给出决策结果,并可结合物联网技术,实时监测养殖环境,并给出安全预警。
主要技术与性能指标(500字之内):本项目综合采用人工智能与专家系统、物联网技术构建一体化的基于物联网的智能化水产养殖服务平台。
该系统能实时、连续获取水产养殖、流通及销售环节中与溯源目标相对应的数据信息,实现水产品供应链数据信息的融合、存储和共享,提供基于二维码的水产品质量安全追溯。
能自动提供100余种常规淡水鱼疾病、30种蟹病和38种虾病的远程诊断服务。
能提供60万字的各种水产药品的查询服务。
1.专家系统性能指标预见准确性>=85%有效性>=90%逻辑一致性>=99%系统平均响应时间<=5秒2.基于物联网的溯源系统性能指标(1)物联网节点采用低功耗设计方案,可连续或休眠工作。
自制主控板平均能耗小于0.2w。
采集节点间距离大于1km,传输错误率小于10-3;(2)水质采集节点能采集5个以上参数(温度、盐度、PH、氨氮、溶解氧等),采集间隔可动态调整,最小可达分钟级;(3)搭建能支持至少50TB数据量的存储空间;溯源系统能支持10000个并发用户,在网络通畅的情况下平均响应时间不高于5s。
3.平台整体性能指标人机交互性能:采用可视化设计,界面友好,可以实现智能化人机交互。
(二)项目创新内容(三)与项目相关的知识产权情况二、项目技术开发可行性(一)项目技术发展现状(二)项目主要研究内容项目研究开发内容及涉及的关键技术及技术指标描述(1500字之内):逐条阐述项目研究开发的主要内容及涉及的关键技术及技术指标。
本课题利用物联网技术,结合本校水产领域专家提供的鱼病预防与诊断知识,建立从水产养殖到批发、零售等各个环节一体化的全程服务平台,为水产养殖企业、物流企业、冷库企业、销售企业提供信息接入服务,可实现养殖生产企业从“池塘到餐桌”全过程的质量安全监控(包括疾病预防与智能化在线诊断),为水产品供应链上的各级用户提供增值服务。
主要内容:(1)水产品溯源编码体系及追溯信息模型研究研究分析水产品从种苗到消费者的各个环节,找出影响水产品质量安全的重要信息及关键控制点,建立种苗、养殖、物流、包装及销售等各个环节的溯源信息模型,进而创建水产品质量安全整体追溯模型。
(2)基于物联网的水产养殖水质实时智能监控系统研制研究基于无线传感器网络的水质和环境信息智能监控系统,开发出低成本、低能耗、高可靠、适合水产养殖水质监控需要的无线采集节点和汇聚节点,实现水产养殖场的水质与环境信息实时采集与无线传输。
针对水产养殖场的规模及位置布局差异大、设备故障风险高等问题,研究无线传感器网络节点参数与数量配置、拓扑结构等组态技术,研究水质超标与监控网络系统故障等远程预警技术,开发无线传感器网络节点控制系统程序与监控软件,实现水质及环境信息全天候、数字化的在线监测、预警和控制。
(3)基于物联网的水产养殖信息管理与预警系统研制研制水产养殖信息管理数据库系统;使用RFID、手持式移动终端或条形码等物联网技术,将与水产品的食用安全密切相关的因素存入该系统,包括水产品基本信息(水产品种类、产地、名称等)、养殖关键信息(种苗、饲料、药物、水质、分池倒池等信息)、检验检疫信息(药残检测等)及日常管理信息(养殖池的密度、发病率等)。
针对水产养殖过程中可能出现的各种问题,分析水产养殖所涉及的知识类型,研究适合于水产养殖的知识表示方法和推理技术,构建基于专家系统技术的水产品质量影响因子超标预警系统。
(4)基于RFID的水产品物流、销售信息管理及预警系统研制为保障水产品在物流过程中的食品安全性,根据HACCP标准,研究基于RFID 技术的物流监控管理系统。
针对RFID信息存储有限以及传输距离有限的缺陷,研究如何将无线网络技术与RFID 技术相结合进行信息传输;针对信息传输过程中信息易被截取等缺陷,研究信息的传输安全性问题;针对无线通信技术的能耗问题,研究降低无线通信技术能耗的方法。
(5)基于Web Service和二维码的水产品溯源系统研制水产品供应链的各个环节产生的数据格式不一,为实现数据的融合、传递、存储和共享,将从实用性、灵活性、可扩展性和易用性出发,结合用户需求,利用 Web Service 技术对追溯系统中的数据组织进行分析和研究。
为方便最终用户追溯水产品质量安全信息,研究面向水产品的二维码编码加密技术以及研制相应的APP软件,实现二维码的自动生成与识别功能,在手机或多媒体终端上,以文字、图片、视频等形式展示水产养殖、物流、销售等环节信息。
关键技术:(1)无线传感器网络节点的节能、节点部署与节点可视化展示技术;(2)水产品溯源系统的信息可靠与安全采集及传输技术;(3)水产品溯源系统的海量、异构数据的组织、存储技术;(4)水产品质量安全建模技术;(5) 基于专家系统的疾病诊断与安全预警技术。
技术指标:(1)物联网节点采用低功耗设计方案,可连续或休眠工作。
自制主控板平均能耗小于0.2w。
采集节点间距离大于1km,传输错误率小于10-3。
(2)水质采集节点能采集5个以上参数(温度、盐度、PH、氨氮、溶解氧等),采集间隔可动态调整,最小可达分钟级。
(3)搭建能支持至少50TB数据量的存储空间;溯源系统能支持10000个并发用户,在网络通畅的情况下平均响应时间不高于5s。
(4)开发出鱼、虾、蟹、贝、藻等系列专家系统,可以自动提供100余种常规淡水鱼疾病、30种蟹病和38种虾病的远程诊断服务;(5)提供水产养殖生产、用药和销售的全过程标准化管理服务。
(三)项目技术路线描述(3)水产品溯源系统的海量、异构数据的组织、存储问题水产品追溯系统的各个环节产生的数据格式不一,临时存储介质各异(如SD 卡、RFID芯片等),如何使数据信息保持一致性显得尤为重要。
此外,随着水产品溯源与预警平台推广应用,越来越多的企业加入溯源体系,产生的数据量也会越来越庞大,如何实现海量数据的低冗余度高可靠性存储、在海量数据中快速查询响应已经成为业界面临的一个巨大挑战。
本课题拟在当今数据可靠性增强理论和海量数据存储系统基本架构的基础上,对高性能数据容删数据布局算法以及高可靠性存储架构等方面进行了深入研究。
(4)水产品安全预警知识、模型的多样性和复杂性问题水产品从生产源头到消费者餐桌的过程中,存在水体环境污染、鱼药残留、加工中掺杂使假、微生物的污染等可能,这些都会影响水产品质量的因素。
目前国内外专家学者从不同的角度,建立了腐败菌生长的数据库、病原菌模型库、微生物动态专家系统等,有效地将这些微生物数据库、模型库、知识库、以及HACCP 标准和历史案例集成到基于物联网技术的水产品溯源与安全预警平台中,实现水产品从生产到消费者的全程监控,自动发现存在的对正常状态的偏离情况并生成预警信息,按照预先设置的规则与范围通知或发布,是一个亟待解决的问题。
(四)项目技术实现依据设计思想依据(200字之内):包括文献,或专利,或发明等。
本项目设计依据是已获得的15项软件著作权和已申请的1项专利(见附件),以及发表相关论文64篇。
此外,经用户试用反馈,开发人员改进完善,其标准化程度和通用便捷程度得到进一步提升。
从实际运行状况看,系统稳定、性能良好,用户反应较好。
关键技术实现依据(500字之内):包括理论依据、实验依据等(一)已研制了智能化水产养殖服务平台项目团队经过近10年的研究,已运用计算机软件及网络主流技术,开发了面向渔业的智能化水产养殖服务平台。
它采用B/S多层结构:客户层、WEB服务层、应用服务层、数据源层。
多层结构降低了Web服务器的负载,且有连接池,事务操作,安全管理等功能,从而提高了Web应用整体的可伸缩性,可靠性,可管理性和灵活性。
这种多层结构将以往的Web Server从物理上分为两层:Web 由Java Servlet、ASP或者JSP等组成,它履行等待用户的请求,对任务进行分析,对涉及属于逻辑层的任务,将其交给应用服务器处理并等待结果,然后形成相应的HTML文本返回给用户;而应用服务器(逻辑层)要处理会话层的任务,在这里它要包括所有逻辑构件(如EJB)运行所需的环境,而且还要能有效的运行这些构件与数据层协作并返回结果(系统运行部分截图见图6、7)。
图6智能化水产养殖服务平台图7 南美白对虾疾病诊断结果显示界面(二)已完成了基于浮标设备的水产养殖水质数据采集系统的设计和实现前期研究已开发了安装在浮标上的智能无线传感节点,并利用ZigBee、GPRS (或CDMA)等通信技术构建能实时、连续获取水质参数的无线传感网,将水质、气象等数据传输传送到数据库服务器,在PC机或手机终端能查阅监测数据(见图8、9、10)。
图8 已设计和开发的数据采集电路板图9 基于浮标设备的水产养殖水质数据采集系统图10 采集到的原始数据及图形展示项目技术实现主要面临的风险及应对措施(800字之内):分析可能产生的技术三、项目技术成熟性第二章项目产品(服务)化一、项目产品(服务)特性二、产品(服务)化实施计划第四部分项目产品(服务)市场与竞争第一章市场概述第二章竞争优势分析第三章项目实施风险及应对措施第五部分商业模式一、项目产品(服务)的开发、生产(服务)策略二、项目产品(服务)的营销策略三、项目产品(服务)获利方式四、企业发展计划第六部分财务与经济效益第一章项目投融资一、项目投资计划二、项目融资计划步建成平台并服务用户,开始大规模的平台推广活动,营销费用预算为50万元,主要用于投放广告及用户补贴等渠道费用,另购买计算机软硬件设备及系统研发共60万元,人员费用80万元,办公费用及其他20万元。