基于SpringBoot+Vue 的智慧養(yǎng)殖場(chǎng)環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)

摘要：在養(yǎng)殖業(yè)現(xiàn)代化不斷發(fā)展的趨勢(shì)下，環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的重要性日益凸顯。智慧養(yǎng)殖場(chǎng)環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)養(yǎng)殖場(chǎng)環(huán)境的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)分析，使養(yǎng)殖場(chǎng)主時(shí)刻掌握動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，一旦出現(xiàn)異常情況，系統(tǒng)能及時(shí)預(yù)警并作出響應(yīng)，從而使養(yǎng)殖更加智能化、自動(dòng)化，節(jié)約人力勞動(dòng)成本，提升養(yǎng)殖場(chǎng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。文章首先介紹了養(yǎng)殖場(chǎng)環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的背景和意義，然后詳細(xì)闡述了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路和技術(shù)架構(gòu)，包括前端Vue.js框架和后端SpringBoot框架的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：環(huán)境監(jiān)測(cè)；養(yǎng)殖業(yè)；Vue框架；SpringBoot框架

中圖分類號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2025）05-0061-03 開(kāi)放科學(xué)（資源服務(wù)） 標(biāo)識(shí)碼（OSID） ：

0 引言

隨著科技的不斷發(fā)展，智慧養(yǎng)殖場(chǎng)環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)在養(yǎng)殖業(yè)中扮演著越來(lái)越重要的角色。這種系統(tǒng)利用先進(jìn)的數(shù)據(jù)采集傳感器和環(huán)境信息監(jiān)控設(shè)備，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)養(yǎng)殖場(chǎng)的環(huán)境參數(shù)，幫助養(yǎng)殖場(chǎng)主實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)管理，提高生產(chǎn)效率，防止動(dòng)物疫病的發(fā)生，降低養(yǎng)殖成本，提升養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展水平，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展[1]。

1 智慧養(yǎng)殖場(chǎng)環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)功能需求

傳統(tǒng)的養(yǎng)殖模式存在諸多弊端，如對(duì)自然環(huán)境的影響、對(duì)人們健康的潛在威脅、對(duì)疫病缺乏有效的預(yù)防控制措施等。相比之下，現(xiàn)代化養(yǎng)殖模式能夠定量定質(zhì)生產(chǎn)，滿足人們的需求，是未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。現(xiàn)代化養(yǎng)殖管理可以實(shí)現(xiàn)養(yǎng)殖智能化、全程可視化管理，有效減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，幫助養(yǎng)殖場(chǎng)管理者及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決問(wèn)題，提高養(yǎng)殖效率和保障產(chǎn)品質(zhì)量。完整的養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)具備以下4個(gè)功能模塊。

1） 實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)功能：養(yǎng)殖場(chǎng)的環(huán)境因素會(huì)隨時(shí)間和季節(jié)的變化而變化，因此系統(tǒng)需要實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各種環(huán)境因素的變化情況，并及時(shí)向管理者報(bào)警。例如，在溫度過(guò)高或濕度過(guò)低的情況下，系統(tǒng)應(yīng)能立即發(fā)出警報(bào)，以便管理者及時(shí)采取措施。

2） 遠(yuǎn)程監(jiān)控功能：養(yǎng)殖場(chǎng)的管理者不可能時(shí)刻待在現(xiàn)場(chǎng)，因此系統(tǒng)需要支持通過(guò)手機(jī)或電腦遠(yuǎn)程監(jiān)控養(yǎng)殖場(chǎng)的環(huán)境情況，使管理者能夠隨時(shí)隨地了解養(yǎng)殖場(chǎng)的環(huán)境狀況。

3） 數(shù)據(jù)分析和報(bào)告功能：系統(tǒng)應(yīng)具備對(duì)采集到的環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行分析的能力，并生成相應(yīng)的報(bào)告，幫助管理者了解養(yǎng)殖場(chǎng)環(huán)境的變化趨勢(shì)，以及可能存在的問(wèn)題和風(fēng)險(xiǎn)，從而做出更科學(xué)的決策。

4） 靈活的配置功能：不同的養(yǎng)殖場(chǎng)存在不同的環(huán)境監(jiān)控需求，因此系統(tǒng)需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行靈活配置，以滿足不同養(yǎng)殖場(chǎng)的需求。例如，某些養(yǎng)殖場(chǎng)需要監(jiān)測(cè)水質(zhì)，而其他養(yǎng)殖場(chǎng)需要監(jiān)測(cè)氣體濃度，系統(tǒng)應(yīng)能根據(jù)需求進(jìn)行相應(yīng)配置，適應(yīng)各種養(yǎng)殖環(huán)境。

2 基于SpringBoot+Vue 的智慧養(yǎng)殖場(chǎng)環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

智慧養(yǎng)殖場(chǎng)環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)首先要確定整體架構(gòu)。本系統(tǒng)采用前后端分離的架構(gòu)，前端使用Vue.js進(jìn)行開(kāi)發(fā)，后端使用SpringBoot進(jìn)行開(kāi)發(fā)。前后端開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)分工明確，不僅提高了系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)效率，也有利于系統(tǒng)的后期擴(kuò)展和維護(hù)。

在系統(tǒng)的前端設(shè)計(jì)中，利用Vue.js提供的組件化開(kāi)發(fā)特性，將系統(tǒng)拆分成多個(gè)獨(dú)立的組件，每個(gè)組件負(fù)責(zé)不同的功能模塊，如溫度監(jiān)測(cè)組件、濕度監(jiān)測(cè)組件、空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)組件等。這樣的設(shè)計(jì)使系統(tǒng)更易于維護(hù)和擴(kuò)展，也更符合現(xiàn)代化的前端開(kāi)發(fā)理念。

在系統(tǒng)的后端設(shè)計(jì)中，使用SpringBoot 提供的RESTful API功能，為前端提供數(shù)據(jù)接口。通過(guò)REST?ful API，前端可以方便地與后端進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的獲取和更新。數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)不僅要能夠存儲(chǔ)和提取數(shù)據(jù)，還要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行高效的細(xì)分和利用，同時(shí)需要明確前期的設(shè)計(jì)邏輯和物理架構(gòu)[2]。此外，Spring?Boot還提供了豐富的安全功能和數(shù)據(jù)庫(kù)集成功能，能夠更好地保護(hù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)安全并與數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行交互。

基于SpringBoot+Vue的智慧養(yǎng)殖場(chǎng)環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)將整合傳感器技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和大數(shù)據(jù)分析技術(shù)[3]，實(shí)現(xiàn)對(duì)養(yǎng)殖場(chǎng)內(nèi)溫度、濕度、氣體濃度等環(huán)境參數(shù)的監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)采集，并通過(guò)可視化界面展示給用戶。此外，系統(tǒng)還將提供歷史數(shù)據(jù)查詢和分析功能，幫助用戶了解養(yǎng)殖場(chǎng)環(huán)境的變化趨勢(shì)，為養(yǎng)殖場(chǎng)的管理和決策提供數(shù)據(jù)支持。

2.1 基于SpringBoot+Vue 的系統(tǒng)架構(gòu)

SpringBoot是一個(gè)開(kāi)源的Java開(kāi)發(fā)框架，能夠簡(jiǎn)化開(kāi)發(fā)流程，提高開(kāi)發(fā)效率。同時(shí)，其豐富的插件和擴(kuò)展功能為系統(tǒng)設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)提供了更大的靈活性。Vue則輕量、靈活、易用，提供了一套完整的解決方案，包括數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)、組件化等特性，使前端開(kāi)發(fā)更加簡(jiǎn)單和高效。

基于SpringBoot+Vue的系統(tǒng)架構(gòu)，實(shí)際上是將這兩者結(jié)合起來(lái)，形成一個(gè)完整的系統(tǒng)開(kāi)發(fā)解決方案。在此架構(gòu)中，SpringBoot 負(fù)責(zé)后端業(yè)務(wù)邏輯的處理，Vue負(fù)責(zé)前端頁(yè)面的展示和交互。通過(guò)這種方式，將系統(tǒng)的前后端分離，使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更加清晰，提高了開(kāi)發(fā)效率。

2.2 實(shí)時(shí)查看養(yǎng)殖場(chǎng)環(huán)境數(shù)據(jù)

系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)查看養(yǎng)殖場(chǎng)內(nèi)的溫度、濕度、氣體濃度等環(huán)境參數(shù)。環(huán)境監(jiān)控平臺(tái)實(shí)時(shí)接收傳感器傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，并進(jìn)行分析和處理。通過(guò)中央控制系統(tǒng)，養(yǎng)殖場(chǎng)主可以隨時(shí)隨地通過(guò)手機(jī)或電腦查看養(yǎng)殖場(chǎng)的環(huán)境數(shù)據(jù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并采取相應(yīng)的措施，保障養(yǎng)殖場(chǎng)的安全運(yùn)營(yíng)。基于SpringBoot+Vue的智慧養(yǎng)殖場(chǎng)環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)還具有良好的擴(kuò)展性和定制化特性，可根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行定制化開(kāi)發(fā)，滿足不同養(yǎng)殖場(chǎng)的需求。

2.3 數(shù)據(jù)分析和報(bào)告生成

系統(tǒng)對(duì)監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，生成相應(yīng)的報(bào)表。通過(guò)數(shù)據(jù)分析，系統(tǒng)生成直觀易懂的報(bào)表，幫助養(yǎng)殖場(chǎng)管理者了解環(huán)境狀況，及時(shí)調(diào)整養(yǎng)殖策略。報(bào)告生成技術(shù)會(huì)考慮定制化需求，因?yàn)椴煌B(yǎng)殖場(chǎng)對(duì)報(bào)告的內(nèi)容和格式有所不同。數(shù)據(jù)分析和報(bào)告生成過(guò)程中，系統(tǒng)會(huì)確保數(shù)據(jù)安全和隱私保護(hù)，養(yǎng)殖場(chǎng)環(huán)境數(shù)據(jù)屬于敏感信息，系統(tǒng)采取嚴(yán)格的數(shù)據(jù)加密和權(quán)限管理措施，確保數(shù)據(jù)在傳輸和存儲(chǔ)過(guò)程中不被泄露或篡改。

2.4 遠(yuǎn)程控制設(shè)備

系統(tǒng)可以通過(guò)遠(yuǎn)程控制設(shè)備，如自動(dòng)調(diào)節(jié)通風(fēng)設(shè)備、加熱設(shè)備等，實(shí)現(xiàn)對(duì)養(yǎng)殖環(huán)境的精細(xì)化管理，提高生產(chǎn)效率。養(yǎng)殖場(chǎng)環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)通常需要長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，因此遠(yuǎn)程控制設(shè)備需要具有較高的穩(wěn)定性和可靠性，在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行下始終保持良好的工作狀態(tài)，確保能在各種環(huán)境條件下正常工作，以保障養(yǎng)殖場(chǎng)主對(duì)養(yǎng)殖環(huán)境的監(jiān)控和控制。

2.5 告警與預(yù)警功能

系統(tǒng)根據(jù)預(yù)設(shè)的閾值對(duì)環(huán)境參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，超出設(shè)定范圍時(shí)觸發(fā)告警，及時(shí)通知養(yǎng)殖場(chǎng)主或相關(guān)工作人員處理，避免損失。智慧養(yǎng)殖場(chǎng)環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)具備多種告警方式，包括手機(jī)短信、郵件、App推送等，即使養(yǎng)殖場(chǎng)工作人員不在現(xiàn)場(chǎng)，也能及時(shí)收到告警信息，采取相應(yīng)的措施應(yīng)對(duì)，避免不必要的損失。同時(shí)，在技術(shù)設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮到系統(tǒng)的可靠性，采用高品質(zhì)的傳感器和設(shè)備，確保系統(tǒng)能夠長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行。

2.6 用戶權(quán)限管理

智慧養(yǎng)殖場(chǎng)環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)不同用戶的工作內(nèi)容配置相應(yīng)的權(quán)限。養(yǎng)殖場(chǎng)的管理人員、技術(shù)人員、普通工作人員等都會(huì)使用此系統(tǒng)，而他們具備的權(quán)限是不同的。例如，管理人員需要對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控和管理，而普通工作人員只需要查看和錄入數(shù)據(jù)的權(quán)限。因此，系統(tǒng)需要設(shè)計(jì)多級(jí)別的權(quán)限，提供靈活的權(quán)限分配和修改功能，以便管理員可以根據(jù)實(shí)際情況對(duì)用戶權(quán)限進(jìn)行調(diào)整。

3 基于SpringBoot+Vue 的智慧養(yǎng)殖場(chǎng)環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

3.1 使用SpringBoot 搭建后端服務(wù)

首先，創(chuàng)建一個(gè)新的SpringBoot 項(xiàng)目。使用Spring Initializr來(lái)快速生成一個(gè)基本的項(xiàng)目結(jié)構(gòu)，在創(chuàng)建項(xiàng)目時(shí)選擇適當(dāng)?shù)囊蕾嚕鏦eb、JPA、Security 等，以滿足項(xiàng)目的需求。項(xiàng)目創(chuàng)建完成后，開(kāi)始編寫(xiě)后端服務(wù)的代碼。

編寫(xiě)后端服務(wù)的代碼時(shí)，使用SpringBoot提供的注解來(lái)簡(jiǎn)化開(kāi)發(fā)過(guò)程[4]。例如，使用@RestController注解來(lái)標(biāo)識(shí)一個(gè)類是RESTful服務(wù)的控制器，使用@Re?questMapping注解來(lái)指定請(qǐng)求的URL路徑和請(qǐng)求方法。此外，還可以使用@Autowired注解來(lái)自動(dòng)注入依賴的組件，減少手動(dòng)配置的工作。除了基本的CRUD 操作外，SpringBoot還提供了許多其他功能，如安全認(rèn)證、日志記錄、異常處理等。可根據(jù)項(xiàng)目的需求選擇合適的功能，并輕松地集成到項(xiàng)目中。

3.2 智慧養(yǎng)殖場(chǎng)環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)Web 端

Vue.js是一種輕量級(jí)、靈活、易學(xué)易用的前端開(kāi)發(fā)框架，能夠漸進(jìn)式地構(gòu)建用戶界面[5]。Vue框架具有豐富的生態(tài)系統(tǒng)，擁有大量的插件和工具，可以幫助開(kāi)發(fā)人員輕松地?cái)U(kuò)展和定制框架。無(wú)論是需要狀態(tài)管理、路由管理還是構(gòu)建工具，Vue框架都有相應(yīng)的解決方案，使開(kāi)發(fā)工作更加高效。Vue 框架采用虛擬DOM技術(shù)，能夠高效地更新和渲染頁(yè)面，在處理大型數(shù)據(jù)集或復(fù)雜的用戶界面時(shí)，能夠保持良好的性能表現(xiàn)，為用戶提供流暢的體驗(yàn)。Vue框架采用響應(yīng)式數(shù)據(jù)綁定和組件化的思想，使開(kāi)發(fā)者可以更加高效地構(gòu)建交互式的用戶界面。此外，Vue框架還提供了豐富的工具和插件，使開(kāi)發(fā)過(guò)程更加便捷和高效。

智慧養(yǎng)殖場(chǎng)環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)Web端就是基于Vue框架構(gòu)建的界面，用戶登錄后進(jìn)入數(shù)據(jù)大屏界面，可以看到項(xiàng)目的基本信息，包括設(shè)備數(shù)量、設(shè)備在線個(gè)數(shù)、設(shè)備報(bào)警情況及處理?xiàng)l數(shù)和未處理?xiàng)l數(shù)、接入的設(shè)備類型數(shù)據(jù)的歷史記錄。

系統(tǒng)設(shè)有普通用戶的Web端和H5端。在普通用戶的Web端，用戶可以查看個(gè)人信息、管理項(xiàng)目等功能。以下舉例說(shuō)明：普通用戶的Web端可以進(jìn)行項(xiàng)目管理，包括添加項(xiàng)目、開(kāi)啟項(xiàng)目、編輯項(xiàng)目和刪除項(xiàng)目；設(shè)備管理方面，用戶可以先添加設(shè)備，添加設(shè)備時(shí)可以選擇將設(shè)備添加到哪個(gè)項(xiàng)目下，以及選擇添加何種類型的設(shè)備。添加完成后，可以進(jìn)行設(shè)備的閾值設(shè)置，還可以進(jìn)行設(shè)備編輯和刪除操作；報(bào)警信息模塊顯示所有設(shè)備的報(bào)警信息，用戶可以選擇已處理或未處理的信息進(jìn)行顯示，也可以根據(jù)時(shí)間條件進(jìn)行查詢，還可以對(duì)單條數(shù)據(jù)進(jìn)行刪除或批量刪除。

系統(tǒng)還包含后臺(tái)管理端。系統(tǒng)后臺(tái)負(fù)責(zé)管理所有用戶及設(shè)備，設(shè)備必須先由管理員添加到后臺(tái)管理系統(tǒng)中，才能在用戶端成功添加。管理員可以對(duì)用戶進(jìn)行增加、刪除、修改操作，并查詢用戶的登錄日志；對(duì)設(shè)備可以進(jìn)行添加、刪除、修改、禁用操作；還可以查看用戶設(shè)備的報(bào)警信息，以及修改系統(tǒng)的名稱等信息。在系統(tǒng)后臺(tái)管理端的角色管理中，管理員可以添加、刪除管理員，并分配權(quán)限；在用戶管理中，可以添加用戶、刪除用戶、查看用戶詳情；在設(shè)備管理中，可以添加設(shè)備、修改設(shè)備、刪除設(shè)備、禁用設(shè)備，以及查看設(shè)備閾值。在H5端，用戶登錄成功后，首頁(yè)即顯示地圖，上面標(biāo)注有設(shè)備所在的經(jīng)緯度、設(shè)備列表、項(xiàng)目列表以及報(bào)警信息等。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了基于SpringBoot和Vue.js的智慧養(yǎng)殖場(chǎng)環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)養(yǎng)殖場(chǎng)的環(huán)境參數(shù)，為養(yǎng)殖場(chǎng)管理提供數(shù)據(jù)支持，有效提高養(yǎng)殖效率，保障養(yǎng)殖品質(zhì)，降低養(yǎng)殖成本。未來(lái)，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，智慧養(yǎng)殖場(chǎng)環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)將朝著更加規(guī)范化、精細(xì)化、智能化、科學(xué)化的方向發(fā)展，為農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展做出更大的貢獻(xiàn)。

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