本實(shí)用新型屬于水產(chǎn)養(yǎng)殖水質(zhì)監(jiān)測控制設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于物聯(lián)網(wǎng)的水產(chǎn)養(yǎng)殖水質(zhì)監(jiān)測裝置。

背景技術(shù)：

水產(chǎn)養(yǎng)殖水質(zhì)監(jiān)測具有監(jiān)測點(diǎn)數(shù)量多、監(jiān)測時間長、監(jiān)測情況復(fù)雜等特點(diǎn)。傳統(tǒng)監(jiān)測方法主要依賴于養(yǎng)殖管理者的經(jīng)驗(yàn)，或采用定點(diǎn)定時取樣和化學(xué)分析方法獲取數(shù)據(jù)。經(jīng)驗(yàn)法人為判斷，誤差較大，勞動強(qiáng)度大，效率低；定點(diǎn)定時取樣和化學(xué)分析方法存在數(shù)據(jù)樣本少、實(shí)時性低等缺點(diǎn)，水質(zhì)控制很難做到準(zhǔn)確可靠，養(yǎng)殖生產(chǎn)也得不到保障。采用微控制技術(shù)、傳感技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和自動控制技術(shù)，可改變傳統(tǒng)的、依靠經(jīng)驗(yàn)的水產(chǎn)養(yǎng)殖管理方式，解決水產(chǎn)養(yǎng)殖水質(zhì)實(shí)時監(jiān)測和信息化管理問題，實(shí)現(xiàn)理想的養(yǎng)殖水環(huán)境，達(dá)到穩(wěn)產(chǎn)、增產(chǎn)，同時可降低養(yǎng)殖成本，提高養(yǎng)殖收益。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種基于物聯(lián)網(wǎng)的水產(chǎn)養(yǎng)殖水質(zhì)監(jiān)測裝置，能夠檢測水產(chǎn)養(yǎng)殖水質(zhì)含氧量、酸堿性、氨氮含量、水位和水溫，并根據(jù)檢測結(jié)果實(shí)時對水質(zhì)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，能實(shí)現(xiàn)水質(zhì)參數(shù)的長時間在線測量，至少每隔半小時自動對水質(zhì)參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測，監(jiān)測的數(shù)據(jù)能夠通過手機(jī)等智能終端訪問，可遠(yuǎn)程啟動增氧機(jī)、水泵等控制設(shè)備對水質(zhì)進(jìn)行調(diào)節(jié)，并且該裝置能夠通過太陽能供電模塊提供工作能源。

本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是：一種基于物聯(lián)網(wǎng)的水產(chǎn)養(yǎng)殖水質(zhì)監(jiān)測裝置，如圖1所示，包括相互連接的感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層，感知層由傳感器模塊組成；網(wǎng)絡(luò)層由相互連接的第一無線通信控制模塊、第二無線通信控制模塊和WIFI模塊組成；應(yīng)用層由太陽能供電模塊、電機(jī)模塊、液晶顯示模塊、鍵盤模塊、指示燈模塊、電腦、投影儀、打印機(jī)和手機(jī)終端組成。

本實(shí)用新型的特點(diǎn)還在于，

第二無線通信控制模塊分別與WIFI模塊和電腦連接，WIFI模塊無線連接有手機(jī)終端，電腦分別與投影儀和打印機(jī)連接。

傳感器模塊包括A/D轉(zhuǎn)換模塊，A/D轉(zhuǎn)換模塊分別連接有PH值傳感器、DO傳感器、氨氮傳感器、水位傳感器和水溫傳感器；A/D轉(zhuǎn)換模塊連接至第一無線通信控制模塊。

第一無線通信控制模塊和第二無線通信控制模塊的型號都為ZigBee2530。

WIFI模塊的型號為ESP8266。

手機(jī)終端能夠在手機(jī)上顯示水質(zhì)參數(shù)，并能夠在手機(jī)上遠(yuǎn)程啟動增氧機(jī)、水泵等控制設(shè)備以調(diào)節(jié)水質(zhì)。

本實(shí)用新型的有益效果是：本實(shí)用新型的基于物聯(lián)網(wǎng)的水產(chǎn)養(yǎng)殖水質(zhì)監(jiān)測裝置，能夠通過太陽能供電模塊提供工作能源，能夠檢測水產(chǎn)養(yǎng)殖水質(zhì)含氧量、酸堿性、氨氮含量、水位和水溫，并根據(jù)檢測結(jié)果實(shí)時對水質(zhì)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，能實(shí)現(xiàn)水質(zhì)參數(shù)的長時間在線測量，至少每隔半小時自動對水質(zhì)參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測，監(jiān)測的數(shù)據(jù)能夠通過手機(jī)等智能終端訪問，可遠(yuǎn)程啟動增氧機(jī)、水泵等控制設(shè)備對水質(zhì)進(jìn)行調(diào)節(jié)。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的基于物聯(lián)網(wǎng)的水產(chǎn)養(yǎng)殖水質(zhì)監(jiān)測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中，1.第一無線通信控制模塊，2.傳感器模塊，3.太陽能供電模塊，4.電機(jī)模塊，5.液晶顯示模塊，6.鍵盤模塊，7.指示燈模塊，8.控制終端，9.手機(jī)終端；

201.A/D轉(zhuǎn)換模塊，202.PH值傳感器，203.DO傳感器，204.氨氮傳感器，205.水位傳感器，206.水溫傳感器；

401.電機(jī)驅(qū)動模塊，402.增氧機(jī)，403.水泵；

801.第二無線通信控制模塊，802.WIFI無線收發(fā)模塊，803.電腦，804.大屏幕投影儀，805.打印機(jī)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖以及具體實(shí)施方式對本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。

本實(shí)用新型提供了一種基于物聯(lián)網(wǎng)的水產(chǎn)養(yǎng)殖水質(zhì)監(jiān)測裝置，如圖1所示，包括相互連接的感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層，感知層由傳感器模塊2組成；網(wǎng)絡(luò)層由相互連接的第一無線通信控制模塊1、第二無線通信控制模塊801和WIFI模塊802組成；應(yīng)用層由太陽能供電模塊3、電機(jī)模塊4、液晶顯示模塊5、鍵盤模塊6、指示燈模塊7、電腦803、投影儀804、打印機(jī)805和手機(jī)終端9組成。

第二無線通信控制模塊801分別與WIFI模塊802和電腦803連接，WIFI模塊802無線連接有手機(jī)終端9，電腦803分別與投影儀804和打印機(jī)805連接。

傳感器模塊2包括A/D轉(zhuǎn)換模塊201，A/D轉(zhuǎn)換模塊201分別連接有PH值傳感器202、DO傳感器203、氨氮傳感器204、水位傳感器205和水溫傳感器206；A/D轉(zhuǎn)換模塊201連接至第一無線通信控制模塊1。

第一無線通信控制模塊1和第二無線通信控制模塊801的型號都為ZigBee2530。

WIFI模塊802的型號為ESP8266。

手機(jī)終端9能夠在手機(jī)上顯示水質(zhì)參數(shù)，并能夠在手機(jī)上遠(yuǎn)程啟動增氧機(jī)、水泵等控制設(shè)備以調(diào)節(jié)水質(zhì)。太陽能供電模塊3供給裝置電能，由太陽能電池板，蓄電池，充電控制電路構(gòu)成。太陽能電池板選用10W多晶太陽能電池板，其額定電壓為12V。蓄電池選用12V太陽能電瓶。

工作時，將太陽能供電模塊3用金屬桿支撐，主要用于收集太陽能并將太陽能轉(zhuǎn)化為電能向裝置供電；傳感器模塊2實(shí)現(xiàn)對水產(chǎn)養(yǎng)殖水質(zhì)參數(shù)的實(shí)時檢測，并將檢測到的水質(zhì)參數(shù)傳輸給第一無線通信控制模塊1，具體為：PH值傳感器202采集水的PH值信息，DO傳感器203采集水的溶解氧值信息，氨氮傳感器204采集水的氨氮值信息，水位傳感器205采集水位值信息，水溫傳感器206采集水溫值信息，以上各個傳感器輸出的信息都是電壓或者電流的模擬信號，上述模擬信號被傳輸至A/D轉(zhuǎn)換模塊201，轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后傳輸至第一無線通信控制模塊1。第一無線通信控制模塊1在接收到的各種參數(shù)的數(shù)字信號之后，經(jīng)過運(yùn)算處理，判斷當(dāng)前水質(zhì)含氧量、酸堿性、氨氮含量、水位和水溫，根據(jù)判斷出的情況來控制電機(jī)模塊4實(shí)現(xiàn)增氧機(jī)和水泵的打開或關(guān)閉。水溫、水位、PH值、溶解氧、氨氮等指標(biāo)可按漁業(yè)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定——如水溫10-35℃，溶解氧5～8mg/l，PH值6.5～8，氨濃度小于0.2mg/l，亞硝酸鹽含量(以氮計)低于0.1mg/l等，表示水質(zhì)正常；如果水位低，氨氮大，或溶解氧低、PH值超標(biāo)，表示水質(zhì)不正常，第一無線通信控制模塊1向電機(jī)模塊4發(fā)送信號，如果水位低，PH值大，氨氮含量高，則可開啟水泵403蓄水，水位、氨氮、PH值正常時關(guān)閉水泵403；如果溶解氧低，則開啟增氧機(jī)402增氧，溶解氧正常時，關(guān)閉增氧機(jī)402。

鍵盤模塊6輸入相應(yīng)的指令來調(diào)整水質(zhì)閾值，主要用于工作人員在調(diào)試或維修電路時使用。

液晶顯示模塊5能夠?qū)崟r地顯示水產(chǎn)養(yǎng)殖水質(zhì)當(dāng)前的各種狀態(tài)參數(shù)，如水位值、水溫、PH值、溶解氧、氨氮等。

指示燈模塊7可用來指示水產(chǎn)養(yǎng)殖水質(zhì)各種狀態(tài)，如水質(zhì)正常，綠色指示燈亮；水質(zhì)輕微超標(biāo)，黃色指示燈亮；水質(zhì)嚴(yán)重超標(biāo)，紅色指示燈亮。

同時，第一無線通信控制模塊1向控制終端8中的第二無線通信控制模塊模塊801發(fā)送上述各個數(shù)字信號以及電機(jī)模塊4的開合情況。第二無線通信控制模塊801將收到的信息再傳輸至WIFI模塊802和電腦803中。

WIFI模塊802將當(dāng)前的池塘水質(zhì)含氧量、酸堿性、氨氮含量、水位和水溫以及電機(jī)模塊4的開合信息無線傳輸至手機(jī)終端(9)，手機(jī)終端(9)裝有WiFi-ZigBee網(wǎng)關(guān)軟件，用戶可通過手機(jī)觀看并遠(yuǎn)程發(fā)送控制命令，控制增氧機(jī)和水泵的啟動和關(guān)閉。電腦803將當(dāng)前的水產(chǎn)養(yǎng)殖水質(zhì)含氧量、酸堿性、氨氮含量、水位和水溫以及電機(jī)模塊4的開合信息通過投影儀803或者打印機(jī)804顯示或者打印，供工作人員隨時觀看和查閱。

通過上述方式，本實(shí)用新型的基于物聯(lián)網(wǎng)的水產(chǎn)養(yǎng)殖水質(zhì)監(jiān)測裝置，解決了現(xiàn)有的水質(zhì)監(jiān)測依賴于養(yǎng)殖管理者的經(jīng)驗(yàn)的水產(chǎn)養(yǎng)殖管理方式，同時也解決了采用定點(diǎn)定時取樣和化學(xué)分析方法存在數(shù)據(jù)樣本少、實(shí)時性低等缺點(diǎn)。本實(shí)用新型的基于物聯(lián)網(wǎng)的水產(chǎn)養(yǎng)殖水質(zhì)監(jiān)測裝置，具有太陽能供電模塊，能夠檢測水產(chǎn)養(yǎng)殖水質(zhì)含氧量、酸堿性、氨氮含量、水位和水溫，并根據(jù)檢測結(jié)果實(shí)時對水質(zhì)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，能實(shí)現(xiàn)水質(zhì)參數(shù)的長時間在線測量，至少每隔半小時自動對水質(zhì)參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測，監(jiān)測的數(shù)據(jù)能夠通過手機(jī)等智能終端訪問，可遠(yuǎn)程啟動增氧機(jī)、水泵等控制設(shè)備對水質(zhì)進(jìn)行調(diào)節(jié)。