專利名稱：一種遠(yuǎn)程無線增氧控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種水產(chǎn)養(yǎng)殖行業(yè)的遠(yuǎn)程無線增氧控制器。
背景技術(shù)：
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)信息化的重要手段，其綜合了傳感器技術(shù)、自組網(wǎng)及無線通信技術(shù)和分布式信息處理等技術(shù)，能夠通過各類微型傳感器節(jié)點(diǎn)間的協(xié)作，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控的目的。與傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)相比，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有監(jiān)控范圍大、監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)準(zhǔn)確的優(yōu)勢。GPRS通用無線分組業(yè)務(wù)，是一種基于GSM系統(tǒng)的無線分組交換技術(shù)，提供端到端的、廣域的無線IP連接。其特點(diǎn)在于，數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)分組發(fā)送和接受，56 115Kbps的傳輸速度。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及GPRS技術(shù)都是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系中的重要部分。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以解決局部范圍內(nèi)實(shí)時(shí)監(jiān)測的問題，同時(shí)結(jié)合GPRS技術(shù)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控成了發(fā)展趨勢。為了實(shí)現(xiàn)兩種不同網(wǎng)絡(luò)、不同軟硬件環(huán)境的系統(tǒng)之間通信，網(wǎng)關(guān)裝置是必不可少的設(shè)備。目前市場上，網(wǎng)關(guān)裝置在水產(chǎn)養(yǎng)殖行業(yè)中還未出現(xiàn)具體應(yīng)用方案；此外，我國，特別是東部沿海地區(qū)在水產(chǎn)養(yǎng)殖行業(yè)中，存在大量集約化水產(chǎn)養(yǎng)殖的模式，傳統(tǒng)的增氧設(shè)備，及增氧監(jiān)控方式已經(jīng)跟不上需求，水質(zhì)實(shí)時(shí)信息采集和控制水平低。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種基于物聯(lián)網(wǎng)的具有遠(yuǎn)程無線監(jiān)控功能的增氧控制器，該控制器可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制增氧設(shè)備工作的目的。為實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的目的所采用的技術(shù)方案為一種遠(yuǎn)程無線增氧控制器，包括網(wǎng)關(guān)裝置和電控箱，所述網(wǎng)關(guān)裝置包括微處理器、輸入輸出模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊和無線通信模塊，所述輸入輸出模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊和無線通信模塊分別與微處理器連接；所述電控箱內(nèi)設(shè)有用于驅(qū)動(dòng)增氧設(shè)備工作的驅(qū)動(dòng)電路模塊。本實(shí)用新型的增氧控制器通過網(wǎng)關(guān)裝置的無線通信模塊接收和發(fā)送信號(hào)，既能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的交換，亦可達(dá)到遠(yuǎn)程控制的效果。位于遠(yuǎn)處的控制端，發(fā)出無線控制信號(hào)，無線通信模塊接收信號(hào)，經(jīng)微處理器后，控制驅(qū)動(dòng)電路模塊對(duì)增氧設(shè)備進(jìn)行驅(qū)動(dòng)工作。優(yōu)選的，所述電控箱內(nèi)設(shè)有電源模塊；所述網(wǎng)關(guān)裝置設(shè)于電控箱內(nèi)，并通過有線的方式與驅(qū)動(dòng)電路模塊連接；電源模塊用于給網(wǎng)關(guān)裝置和驅(qū)動(dòng)電路模塊供電。優(yōu)選的，所述電控箱還包括手動(dòng)操作按鈕、工作指示燈和浪涌保護(hù)器，所述浪涌保護(hù)器與驅(qū)動(dòng)電路模塊并聯(lián)連接。優(yōu)選的，所述無線通信模塊包括GPRS模塊和ZigBee模塊。優(yōu)選的，所述網(wǎng)關(guān)裝置還包括缺相保護(hù)模塊、開關(guān)控制模塊和顯示模塊。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型優(yōu)點(diǎn)在于實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場和遠(yuǎn)程監(jiān)控的結(jié)合，擴(kuò)展了水產(chǎn)養(yǎng)殖監(jiān)控的范圍；選擇芯片合理，微型化、低功耗、資源豐富、低成本，電路簡單、易于擴(kuò) 展、易于維護(hù)；除了基本的網(wǎng)關(guān)功能外，還能實(shí)現(xiàn)開關(guān)控制、設(shè)備保護(hù)等功能。

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例增氧控制器的網(wǎng)關(guān)裝置的結(jié)構(gòu)原理圖圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例增氧控制器應(yīng)用示意圖圖3為網(wǎng)關(guān)裝置和驅(qū)動(dòng)電路I旲塊的電氣連接不意圖圖4為浪涌保護(hù)器的電路連接示意圖
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例作進(jìn)一步說明圖1為本實(shí)施例增氧控制器的網(wǎng)關(guān)裝置的結(jié)構(gòu)原理圖，它包括電源模塊102、ZigBee模塊103、微處理器101、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊106、GPRS模塊104、RS485模塊105、顯示模塊107 (具體采用IXD液晶顯示)、開關(guān)控制模塊108、缺相保護(hù)模塊109和輸入輸出模塊110。電源模塊102為其它模塊提供穩(wěn)定電源輸出；ZigBee模塊103實(shí)現(xiàn)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的通信，將接收到的信息通過UART傳送給微處理器101，微處理器101將接收到的信息存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊106中；微處理器101將存儲(chǔ)的信息通過UART傳送給GPRS模塊104，GPRS模塊104將接收到的信息上傳到遠(yuǎn)程后臺(tái)服務(wù)器，同時(shí)GPRS模塊104會(huì)接收服務(wù)器發(fā)送的控制或者查詢等命令，通過UART傳送給微處理器101，進(jìn)行相應(yīng)處理；RS485模塊105可以實(shí)現(xiàn)智能傳感器數(shù)據(jù)直接采集；IXD液晶顯示模塊107用于顯示通過有線或者無線采集到的傳感器數(shù)據(jù)，同時(shí)配合控制模塊實(shí)現(xiàn)開關(guān)控制；開關(guān)控制模塊108，接收微處理器101的命令，控制繼電器驅(qū)動(dòng)電路模塊，實(shí)現(xiàn)對(duì)指定裝置的開關(guān)控制；缺相保護(hù)模塊109，將電流互感器輸出轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)，檢測電壓異常，保護(hù)設(shè)備；輸入輸出模塊110，用于向增氧控制器輸入或輸出控制信號(hào)、參數(shù)和工作狀態(tài)等，特別適合現(xiàn)場控制。所述的微處理器101，采用NXP公司的LPC1768芯片。所述的ZigBee模塊103,采用Jennic公司的Jennic 5139芯片，通過UART與核心微處理器進(jìn)行通信。所述的GPRS模塊104，采用SMCom的SM900芯片，通過UART與核心微處理器進(jìn)行通信。所述電源模塊102，采用LP2985、LP2596芯片、LP2981-3. 3芯片，分別為其余模塊供電；或者，所述電源模塊102，采用LM2731、CN3068芯片，分別為傳感器供電和備用電池充電。所述的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊106，采用M25PE80芯片。所述的顯示模塊107，采用RT12864-S液晶顯示屏。圖2為本實(shí)用新型增氧控制器的應(yīng)用示意圖，傳感器節(jié)點(diǎn)定時(shí)采集傳感器信息，并將數(shù)據(jù)通過WSN發(fā)送到無線遠(yuǎn)程增氧控制器，所述的無線遠(yuǎn)程增氧控制器將接收到的數(shù)據(jù)幀進(jìn)行解析處理，并進(jìn)行本地存儲(chǔ)，并通過AT指令發(fā)送命令，將數(shù)據(jù)利用GPRS模塊通過GPRS網(wǎng)絡(luò)上傳到指定IP的服務(wù)器。所述的無線遠(yuǎn)程測控網(wǎng)關(guān)裝置將本地存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)通過所述的LCD液晶顯示模塊進(jìn)行顯示，用戶可以方便的進(jìn)行查看。同時(shí)，通過所述的RS485模塊可以直接采集智能傳感器信息，并顯示于液晶屏。根據(jù)顯示的數(shù)據(jù)信息，用戶可以現(xiàn)場進(jìn)行按鈕控制增氧機(jī)開關(guān)。同時(shí)，用戶可以通過平臺(tái)服務(wù)器發(fā)送控制命令進(jìn)行增氧機(jī)開關(guān)控制，發(fā)送查詢命令進(jìn)行實(shí)時(shí)水質(zhì)信息查詢。所述的缺相保護(hù)模塊通過反饋電壓，保護(hù)設(shè)備及現(xiàn)場控制電機(jī)。圖3為網(wǎng)關(guān)裝置M和驅(qū)動(dòng)電路模塊N的電氣連接示意圖，圖4為浪涌保護(hù)器的電路連接示意圖，本實(shí)施例的增氧控制器由網(wǎng)關(guān)裝置M和電控箱等構(gòu)成，是實(shí)現(xiàn)增氧控制的關(guān)鍵部分，它可以驅(qū)動(dòng)葉輪式、水車式或微孔曝氣空壓機(jī)等多種增氧設(shè)備。所述電控箱內(nèi)設(shè)有用于驅(qū)動(dòng)增氧設(shè)備工作的驅(qū)動(dòng)電路模塊N，該驅(qū)動(dòng)電路模塊N與網(wǎng)關(guān)裝置M連接，圖3中所示標(biāo)明了網(wǎng)關(guān)裝置M各引腳與驅(qū)動(dòng)電路模塊N的連接方式。網(wǎng)關(guān)裝置可以根據(jù)需要配置成無線數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)及無線控制節(jié)點(diǎn)。無線控制節(jié)點(diǎn)是連接無線數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)與現(xiàn)場監(jiān)控中心的樞紐，無線控制節(jié)點(diǎn)將無線采集節(jié)點(diǎn)采集到的溶解氧智能傳感器及設(shè)備信息通過無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到現(xiàn)場監(jiān)控中心；無線控制節(jié)點(diǎn)還可接收現(xiàn)場監(jiān)控中心發(fā)送的指令要求，遠(yuǎn)程控制電控箱，電控箱輸出可以控制IOkw以下的各類增氧機(jī)。本實(shí)用新型的增氧控制器的增氧模式包括手動(dòng)控制操作“啟動(dòng)”或“停止”按鈕，打開或者關(guān)閉增氧設(shè)備。定時(shí)控制設(shè)定時(shí)間定時(shí)打開增氧設(shè)備；閥值控制根據(jù)傳感器采集的溶解氧濃度，低于所設(shè)值自動(dòng)打開增氧設(shè)備，高于設(shè)定值自動(dòng)關(guān)閉增氧設(shè)備；短信控制發(fā)送相應(yīng)指令打開或者關(guān)閉增氧設(shè)備；平臺(tái)控制在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制增氧設(shè)備。遠(yuǎn)程無線網(wǎng)關(guān)裝置的設(shè)計(jì)遵循IEEE 802. 15. 4協(xié)議，根據(jù)應(yīng)用場合不同可以分為采集終端和控制終端。SMC4800測控網(wǎng)關(guān)的主控電路模塊包括微處理器、輸入輸出模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊和無線通信模塊四大部分及其他模塊，可實(shí)現(xiàn)對(duì)智能傳感器和輸出繼電器的控制，以及數(shù)據(jù)預(yù)處理、存儲(chǔ)和發(fā)送的功能。主電路模塊使用低功耗無線芯片作為微處理器，適用于電池供電的設(shè)備。增氧電控箱或電控柜是將控制終端輸出的信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)轵?qū)動(dòng)最終增氧設(shè)備的部件，具有強(qiáng)大的負(fù)載能力，同時(shí)它具有手動(dòng)操作按鈕、運(yùn)行指示燈和短路保護(hù)、過載保護(hù)、漏電保護(hù)等電氣設(shè)備保護(hù)功能，其制作安裝規(guī)范應(yīng)符合GB50171-92和GB10396要求。如圖3所示，本實(shí)施例中增氧控制箱可控制增氧設(shè)備的數(shù)目為2個(gè)，每路輸出驅(qū)動(dòng)的電機(jī)功率可高達(dá)10KW。電控箱負(fù)責(zé)為SMC4800測控網(wǎng)關(guān)和GPRS接入點(diǎn)提供主要工作電源。根據(jù)上述說明書的揭示和教導(dǎo)，本實(shí)用新型所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員還可以對(duì)上述實(shí)施方式進(jìn)行變更和修改。因此，本實(shí)用新型并不局限于上面揭示和描述的具體實(shí)施方式
，對(duì)本實(shí)用新型的一些修改和變更也應(yīng)當(dāng)落入本實(shí)用新型的權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種遠(yuǎn)程無線增氧控制器，其特征在于包括網(wǎng)關(guān)裝置和電控箱，所述網(wǎng)關(guān)裝置包括微處理器、輸入輸出模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊和無線通信模塊，所述輸入輸出模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊和無線通信模塊分別與微處理器連接；所述電控箱內(nèi)設(shè)有用于驅(qū)動(dòng)增氧設(shè)備工作的驅(qū)動(dòng)電路模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增氧控制器，其特征在于所述電控箱內(nèi)設(shè)有電源模塊；所述網(wǎng)關(guān)裝置設(shè)于電控箱內(nèi)，并通過有線的方式與驅(qū)動(dòng)電路模塊連接；電源模塊用于給網(wǎng)關(guān)裝置和驅(qū)動(dòng)電路模塊供電。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增氧控制器，其特征在于所述電控箱還包括手動(dòng)操作按鈕、工作指示燈和浪涌保護(hù)器，所述浪涌保護(hù)器與驅(qū)動(dòng)電路模塊并聯(lián)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增氧控制器，其特征在于所述無線通信模塊包括GPRS模塊和ZigBee模塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增氧控制器，其特征在于所述網(wǎng)關(guān)裝置還包括缺相保護(hù)模塊、開關(guān)控制模塊和顯示模塊。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種遠(yuǎn)程無線增氧控制器，包括網(wǎng)關(guān)裝置和電控箱，所述網(wǎng)關(guān)裝置包括微處理器、輸入輸出模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊和無線通信模塊，所述輸入輸出模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊和無線通信模塊分別與微處理器連接；所述電控箱內(nèi)設(shè)有用于驅(qū)動(dòng)增氧設(shè)備工作的驅(qū)動(dòng)電路模塊。本實(shí)用新型的增氧控制器通過網(wǎng)關(guān)裝置的無線通信模塊接收和發(fā)送信號(hào)，既能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的交換，亦可達(dá)到遠(yuǎn)程控制的效果。位于遠(yuǎn)處的控制端，發(fā)出無線控制信號(hào)，無線通信模塊接收信號(hào)，經(jīng)微處理器后，驅(qū)動(dòng)電路模塊控制增氧設(shè)備進(jìn)行工作。
文檔編號(hào)A01K63/04GK202904293SQ201220621468

公開日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2012年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月21日
發(fā)明者梁永健, 劉盛理, 李道亮 申請(qǐng)人:廣東順德宸熙物聯(lián)科技有限公司