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      水產(chǎn)養(yǎng)殖水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法

      文檔序號:8605914閱讀:291來源:國知局
      水產(chǎn)養(yǎng)殖水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
      【技術(shù)領(lǐng)域】
      [0001]本實(shí)用新型屬于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域,具體涉及一種水產(chǎn)養(yǎng)殖水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)。
      【背景技術(shù)】
      [0002]“養(yǎng)魚先養(yǎng)水”,養(yǎng)殖水域是養(yǎng)殖魚類的生活環(huán)境,養(yǎng)殖環(huán)境的好壞直接關(guān)系到養(yǎng)殖魚類的生長和發(fā)育,從而決定著水產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量的高低。近年來,隨著水產(chǎn)養(yǎng)殖規(guī)?;⒓s化程度的不斷提高,養(yǎng)殖種類的增多和養(yǎng)殖密度的增加,養(yǎng)殖水域水質(zhì)環(huán)境日趨惡化,病害發(fā)生率越來越高,由此引發(fā)水產(chǎn)品質(zhì)量安全問題也日益突出。因此,迫切需要構(gòu)建一種水產(chǎn)養(yǎng)殖水質(zhì)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng),以便及時地了解養(yǎng)殖魚類生活環(huán)境的水質(zhì)狀況,從而采取有效的措施調(diào)控水質(zhì),保障水產(chǎn)品質(zhì)量安全,達(dá)到安全、高效的生產(chǎn)目的。傳統(tǒng)的水質(zhì)監(jiān)測采用儀表結(jié)合人工經(jīng)驗(yàn)操作的方法,存在耗時費(fèi)力、監(jiān)測范圍小、取樣不均勻,監(jiān)測周期長,不能實(shí)時反映水環(huán)境的動態(tài)變化等弊端。
      【實(shí)用新型內(nèi)容】
      [0003]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足,本實(shí)用新型提供一種水產(chǎn)養(yǎng)殖水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng),通過傳感節(jié)點(diǎn)采集水質(zhì)狀態(tài)參數(shù),通過無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給監(jiān)控主機(jī),實(shí)現(xiàn)水產(chǎn)養(yǎng)殖水的動態(tài)監(jiān)測。
      [0004]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:一種水產(chǎn)養(yǎng)殖水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng),包括無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和本地監(jiān)測中心,所述無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)包括傳感器節(jié)點(diǎn)、路由節(jié)點(diǎn)和匯聚節(jié)點(diǎn),路由節(jié)點(diǎn)由傳感器節(jié)點(diǎn)充當(dāng),所述傳感器節(jié)點(diǎn)包括傳感器模塊、處理器模塊、無線通信模塊和電源管理模塊,傳感器模塊將采集的數(shù)據(jù)信息傳送給處理器模塊,處理器模塊通過無線通信模塊將數(shù)據(jù)發(fā)送給匯聚節(jié)點(diǎn),匯聚節(jié)點(diǎn)將數(shù)據(jù)上傳至本地監(jiān)測中心。所述傳感器模塊包括水質(zhì)傳感器和信號調(diào)理電路,所述水質(zhì)傳感器將采集的信號經(jīng)信號調(diào)理電路處理后發(fā)送給處理器模塊。所述水質(zhì)傳感器包括溶解氧傳感器、溫度傳感器和PH傳感器。所述電源管理模塊包括太陽能板、限流電路、二級DC-DC變換電路、鋰電池,太陽能板通過二級DC-DC變換電路與限流電路給鋰電池充電,鋰電池再通過二級DC-DC變換電路給傳感器供電。所述的監(jiān)測系統(tǒng)還包括GPRS模塊,匯聚節(jié)點(diǎn)通過GPRS模塊以短信方式將數(shù)據(jù)傳送給用戶手機(jī)。所述無線通信模塊以Si4432為核心。
      [0005]本實(shí)用新型有如下積極效果:本實(shí)用新型通過傳感節(jié)點(diǎn)采集水質(zhì)狀態(tài)參數(shù),通過無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給監(jiān)控主機(jī),實(shí)現(xiàn)水產(chǎn)養(yǎng)殖水的動態(tài)監(jiān)測。同時加入太陽能供電,節(jié)約能源。
      【附圖說明】
      [0006]圖1為本實(shí)用新型【具體實(shí)施方式】的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖;
      [0007]圖2為本實(shí)用新型【具體實(shí)施方式】傳感器節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)框圖;
      [0008]圖3為本實(shí)用新型【具體實(shí)施方式】電源管理模塊結(jié)構(gòu)框圖;
      [0009]圖4為本實(shí)用新型【具體實(shí)施方式】傳感器節(jié)點(diǎn)工作模式。
      【具體實(shí)施方式】
      [0010]下面對照附圖,通過對實(shí)施例的描述,本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】如所涉及的各構(gòu)件的形狀、構(gòu)造、各部分之間的相互位置及連接關(guān)系、各部分的作用及工作原理、制造工藝及操作使用方法等,作進(jìn)一步詳細(xì)的說明,以幫助本領(lǐng)域技術(shù)人員對本實(shí)用新型的實(shí)用新型構(gòu)思、技術(shù)方案有更完整、準(zhǔn)確和深入的理解。
      [0011]系統(tǒng)主要由無線傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和本地監(jiān)測中心組成,其結(jié)構(gòu)如圖1所示。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)包括傳感器節(jié)點(diǎn)、路由節(jié)點(diǎn)和匯聚節(jié)點(diǎn),路由節(jié)點(diǎn)由傳感器節(jié)點(diǎn)充當(dāng),匯聚節(jié)點(diǎn)要與本地監(jiān)測中心計算機(jī)連接。
      [0012]傳感器節(jié)點(diǎn)和路由節(jié)點(diǎn)部署在監(jiān)測區(qū)域內(nèi),以自組織的方式構(gòu)成網(wǎng)絡(luò),將采集到的數(shù)據(jù)以多跳的網(wǎng)絡(luò)方式傳送到匯聚節(jié)點(diǎn),匯聚節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)接收和處理網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點(diǎn)的信息,并通過RS232串口將數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖镜乇O(jiān)測中心,監(jiān)測中心軟件對接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理、存儲,圖形化顯示與報警,實(shí)現(xiàn)水質(zhì)環(huán)境參數(shù)實(shí)時在線監(jiān)測。匯聚節(jié)點(diǎn)也可以通過GPRS模塊以短信方式將數(shù)據(jù)傳送給用戶手機(jī)。
      [0013]傳感器節(jié)點(diǎn)主要由傳感器模塊、處理器模塊、無線通信模塊和電源管理模塊組成。傳感器模塊包括水質(zhì)傳感器和信號調(diào)理電路,構(gòu)成傳感器板。處理器模塊、無線通信模塊和電源管理模塊構(gòu)成主控板。節(jié)點(diǎn)的硬件結(jié)構(gòu)如圖2所示,水質(zhì)傳感器包括溶解氧傳感器、溫度傳感器和PH傳感器,通過溫度、溶解氧和PH值三個參數(shù)來判斷水質(zhì)環(huán)境。處理器模塊采用MPS430F1611低功耗單片機(jī)。
      [0014]電源管理模塊主要包括太陽能板、限流電路、二級DC-DC變換電路及電壓與電流采集電路、鋰電池等;無線通信模塊以Si4432為核心,GPRS模塊是可選項(xiàng)。另外,節(jié)點(diǎn)具有兩路繼電器輸出功能,硬件框架圖如圖3所示。
      [0015]在電源管理部分中,太陽能板的工作電壓為18V,鋰電池選用額定電壓11.1V的聚合物電池,太陽能板通過DC-DC變換與限流電路給鋰電池充電;鋰電池充滿后,通過限流電路保護(hù)鋰電池,防止過充。經(jīng)過二級DC-DC變換電路與開關(guān)穩(wěn)壓電路,提供MSP430單片機(jī)需要的3.3V電壓。為能實(shí)時監(jiān)測傳感器節(jié)點(diǎn)本身的運(yùn)行狀態(tài),單片機(jī)實(shí)時檢測太陽能電池板與鋰電池的當(dāng)前電壓。
      [0016]傳感器節(jié)點(diǎn)采用深度休眠設(shè)計,即對傳感器模塊與處理器模塊的工作方式進(jìn)行處理,采用間歇采樣、間歇供電、休眠、動態(tài)觸發(fā)式喚醒技術(shù),對處理器、射頻通信、信號調(diào)理電路等單元模塊采用了整體休眠與喚醒機(jī)制。傳感器節(jié)點(diǎn)采用傳感器間歇供電的方式來節(jié)省能耗,圖4為傳感器節(jié)點(diǎn)的工作模式。
      [0017]在不必要的時候?qū)鞲衅髂K、無線通信模塊及處理器模塊設(shè)置為關(guān)閉或者休眠狀態(tài)。因此,節(jié)點(diǎn)的通常工作模式為工作與休眠狀態(tài)的周期性交替進(jìn)行,絕大部分時間處在休眠狀態(tài)。設(shè)定各節(jié)點(diǎn)采集、發(fā)送一次數(shù)據(jù)的周期為5小時,并且本地數(shù)據(jù)包發(fā)送數(shù)據(jù)后進(jìn)入接收模式,等待轉(zhuǎn)發(fā)其他節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)包,在接收到時間同步信息包后便進(jìn)入休眠狀態(tài)。
      [0018]上面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型進(jìn)行了示例性描述,顯然本實(shí)用新型具體實(shí)現(xiàn)并不受上述方式的限制,只要采用了本實(shí)用新型的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進(jìn)行的各種非實(shí)質(zhì)性的改進(jìn),或未經(jīng)改進(jìn)將本實(shí)用新型的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場合的,均在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
      【主權(quán)項(xiàng)】
      1.一種水產(chǎn)養(yǎng)殖水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng),其特征在于,包括無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和本地監(jiān)測中心,所述無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)包括傳感器節(jié)點(diǎn)、路由節(jié)點(diǎn)和匯聚節(jié)點(diǎn),路由節(jié)點(diǎn)由傳感器節(jié)點(diǎn)充當(dāng),所述傳感器節(jié)點(diǎn)包括傳感器模塊、處理器模塊、無線通信模塊和電源管理模塊,傳感器模塊將采集的數(shù)據(jù)信息傳送給處理器模塊,處理器模塊通過無線通信模塊將數(shù)據(jù)發(fā)送給匯聚節(jié)點(diǎn),匯聚節(jié)點(diǎn)將數(shù)據(jù)上傳至本地監(jiān)測中心。
      2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水產(chǎn)養(yǎng)殖水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng),其特征在于:所述傳感器模塊包括水質(zhì)傳感器和信號調(diào)理電路,所述水質(zhì)傳感器將采集的信號經(jīng)信號調(diào)理電路處理后發(fā)送給處理器模塊。
      3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的水產(chǎn)養(yǎng)殖水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng),其特征在于:所述水質(zhì)傳感器包括溶解氧傳感器、溫度傳感器和PH傳感器。
      4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水產(chǎn)養(yǎng)殖水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng),其特征在于:所述電源管理模塊包括太陽能板、限流電路、二級DC-DC變換電路、鋰電池,太陽能板通過二級DC-DC變換電路與限流電路給鋰電池充電,鋰電池再通過二級DC-DC變換電路給傳感器供電。
      5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水產(chǎn)養(yǎng)殖水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng),其特征在于:所述的監(jiān)測系統(tǒng)還包括GPRS模塊,匯聚節(jié)點(diǎn)通過GPRS模塊以短信方式將數(shù)據(jù)傳送給用戶手機(jī)。
      6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水產(chǎn)養(yǎng)殖水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng),其特征在于:所述無線通信模塊以Si4432為核心。
      【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種水產(chǎn)養(yǎng)殖水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng),包括無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和本地監(jiān)測中心,無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)包括傳感器節(jié)點(diǎn)、路由節(jié)點(diǎn)和匯聚節(jié)點(diǎn),路由節(jié)點(diǎn)由傳感器節(jié)點(diǎn)充當(dāng),傳感器節(jié)點(diǎn)包括傳感器模塊、處理器模塊、無線通信模塊和電源管理模塊,傳感器模塊將采集的數(shù)據(jù)信息傳送給處理器模塊,處理器模塊通過無線通信模塊將數(shù)據(jù)發(fā)送給匯聚節(jié)點(diǎn),匯聚節(jié)點(diǎn)將數(shù)據(jù)上傳至本地監(jiān)測中心。本實(shí)用新型通過傳感節(jié)點(diǎn)采集水質(zhì)狀態(tài)參數(shù),通過無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給監(jiān)控主機(jī),實(shí)現(xiàn)水產(chǎn)養(yǎng)殖水的動態(tài)監(jiān)測。同時加入太陽能供電,節(jié)約能源。
      【IPC分類】G01D21-02, G01N33-18
      【公開號】CN204313879
      【申請?zhí)枴緾N201420828711
      【發(fā)明人】許曉峰, 其他發(fā)明人請求不公開姓名
      【申請人】蕪湖市晨韻自動化科技有限公司
      【公開日】2015年5月6日
      【申請日】2014年12月24日
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