CN103399553A - 一种用于水产养殖的水质在线监控*** - Google Patents

一种用于水产养殖的水质在线监控*** Download PDF

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Abstract

本发明公开一种用于水产养殖的水质在线监控***，包括由带无线网卡的计算机、智能手机或平板电脑构成的用户节点(1)、通过Wi-Fi模块（14）或3G/GPRS模块（15）与用户节点(1)连接的网关节点(2)以及通过第二ZigBee模块（20）与网关节点(2)连接并设置在水产养殖现场用于检测水质的一组传感器节点(3)；所述用户节点(1)与网关节点(2)采用B/S架构；所述网关节点(2)通过ARM9模块(11)进行数据处理与网络管理；所述传感器节点(3)将采集的数据通过架构的无线网络传给用户节点(1)；所述监控***还包括通过第三ZigBee模块（26）与网关节点(2)连接的控制终端节点(4)，通过控制终端节点(4)将控制信号发送给位于水产养殖现场控制柜的控制线路启动现场设备来调节水质。

Description

一种用于水产养殖的水质在线监控***
技术领域
本发明涉及水质监测领域，具体是一种用于水产养殖的水质在线监控***。
背景技术
公知的在水产养殖行业中，水质的好坏对养殖起到重要的作用，目前我国在水产养殖自动化方面还很落后，对于水质的监测大多采用人工定点定时取样的方法，不能及时准确地了解水质的情况；而现有的水质在线监控***采用有线连接的方式对监测数据进行传输处理，且若要远程控制现场的控制柜如加温控制柜、增氧控制柜与过滤控制柜也是通过远程布线的方式，此方式布线困难，会造成监控节点少、监控范围小的缺点，不适于大范围的推广使用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于水产养殖的水质在线监控***，该监控***采用无线网络通讯对监测数据进行传输处理，无需布置有线通讯线路，可扩展监控节点，监控范围广，并可以根据监测数据控制现场设备达到远程调节水质的效果。 
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于水产养殖的水质在线监控***，所述监控***包括由带无线网卡的计算机、智能手机或平板电脑构成的用户节点、通过无线网络与用户节点连接的网关节点以及通过无线网络与网关节点连接并设置在水产养殖现场用于检测水质的一组传感器节点；所述用户节点与网关节点采用B/S架构；所述网关节点包括ARM9模块，ARM9模块***设有与其相连的第一电源、第一ZigBee模块、Wi-Fi模块或3G/GPRS模块，网关节点通过Wi-Fi模块或3G/GPRS模块与用户节点无线连接；所述传感器节点包括传感器、A/D模块与第二ZigBee模块，传感器通过A/D模块与第二ZigBee模块相连，传感器节点通过第二ZigBee模块与网关节点中的第一ZigBee模块构成无线网络，传感器节点还包括与传感器相连的第二电源。
进一步地，所述监控***还包括设置于水产养殖现场的控制终端节点，所述控制终端节点包括第三ZigBee模块、与第三ZigBee模块相连的放大器以及用来供电的第三电源，所述第三ZigBee模块与网关节点中的第一ZigBee模块构成无线网络；所述控制终端节点还包括与放大器相连的继电器，放大器的输出通过继电器触发设置于水产养殖现场的加温控制柜、增氧控制柜与过滤控制柜的控制线路启动现场设备。
进一步地，所述第一电源由第一电池组与第一电源管理模块连接构成；所述第二电源由第
二电池组与第二电源管理模块连接构成；所述第三电源由第三电池组与第三电源管理模块连接构成。
进一步地，所述用户节点还包括PLC，PLC与ARM9模块的串口相连。 
进一步地，所述ARM9模块还通过以太网口与用户节点中的计算机相连。 
ZigBee模块用来构建可靠的无线传感器网络、价格低廉功耗低；ARM9模块具有数据处理和转发的功能，用以协调和维护整个网络；B/S架构简化了***的开发和维护，使得联网的用户节点可以在任何地方进行收发操作；电源管理模块能够合理的分配与优化电源；ARM9模块还拥有以太网口与串口，方便对用户节点进行有线扩展。
本发明的有益效果是，网关节点通过Wi-Fi模块或3G/GPRS模块与用户节点构成无线网路，传感器节点通过ZigBee模块与网关节点构成无线网络，从而使传感器采集的数据可以通过无线网络传递给用户节点，与此同时，控制终端节点也通过ZigBee模块与网关节点构成无线网络，从而使用户节点能够通过无线网络发送控制信号给控制终端节点用以控制现场设备；整个监控通过无线网络实现，可扩展监控节点，监控范围广，并可以根据监测数据控制现场设备达到远程调节水质的效果。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明中网关节点的结构示意图；
图3是本发明中传感器节点的结构示意图；
图4是本发明中控制终端节点的结构示意图；
1.用户节点；2.网关节点；3.传感器节点；4.控制终端节点；5.加温控制柜；6.增氧控制柜；7.过滤控制柜；8.第一电源；9.第一电池组；10.第一电源管理模块；11.ARM9模块；12.以太网口；13.串口；14.Wi-Fi模块；15.3G/GPRS模块；16.第一ZigBee模块；17.第二电源；18.第二电池组；19.第二电源管理模块；20.第二ZigBee模块；21.A/D模块；22.传感器；23.第三电源；24.第三电池组；25.第三电源管理模块；26.第三ZigBee模块；27.放大器；28继电器；29.PLC。
具体实施方式
如图1、图2与图3所示，网关节点2包括ARM9模块11，ARM9模块11***设有与其相连的第一电源8、第一ZigBee模块16、Wi-Fi模块14或3G/GPRS模块15；网关节点2通过Wi-Fi模块14或3G/GPRS模块15与用户节点1无线连接；用户节点1可以是带无线网卡的计算机、智能手机或平板电脑等能够上网的无线终端；用户节点1与网关节点2采用B/S架构；在水产养殖现场设置有用于检测水质的一组传感器节点3，传感器节点3包括传感器22、A/D模块21与第二ZigBee模块20，传感器22通过A/D模块21与第二ZigBee模块20相连，传感器节点3通过第二ZigBee模块20与网关节点2中的第一ZigBee模块16构成无线网络，传感器节点3还包括与传感器22相连的第二电源17；结合图4所示，本发明还包括与网关节点2无线连接的控制终端节点4，控制终端节点4包括第三ZigBee模块26、与第三ZigBee模块26相连的放大器27以及用来供电的第三电源23，所述第三ZigBee模块26与网关节点2中的第一ZigBee模块16构成无线网络；所述控制终端节点4还包括与放大器27相连的继电器28，放大器27的输出通过继电器28触发设置于水产养殖现场的加温控制柜5、增氧控制柜6与过滤控制柜7的控制线路启动现场设备；所述第一电源8由第一电池组9与第一电源管理模块10连接构成；所述第二电源17由第二电池组18与第二电源管理模块19连接构成；所述第三电源23由第三电池组24与第三电源管理模块25连接构成；所述用户节点1还包括PLC29，PLC29与ARM9模块11的串口13相连；所述ARM9模块11还可以通过以太网口12与用户节点1中的计算机相连。
传感器22将检测水产养殖现场水质信号通过A/D模块21转换后传给第二ZigBee模块20，第二ZigBee模块20通过无线网络将信号传给第一ZigBee模块16，第一ZigBee模块16将信号传给相连的ARM9模块11，ARM9模块11通过Wi-Fi模块14或3G/GPRS模块15将信号传送给用户节点1，从而使用户节点1上的计算机、智能手机或平板电脑能够实时掌握水产养殖现场的水质信息；当发现水质异常时，用户可以通过计算机、智能手机或是平板电脑发送控制信号，控制信号通过Wi-Fi模块14或3G/GPRS模块15构建的无线网络传送给ARM9模块11，ARM9模块11通过第一ZigBee模块16与第三ZigBee模块26构建的无线网络将信号传送给控制终端节点4，控制终端节点4中的放大器27将信号放大后通过继电器28触发设置于水产养殖现场的加温控制柜5、增氧控制柜6与过滤控制柜7中的控制线路来启动现场设备，以达到远程控制的目的；为了避免移动网络信号故障的情况下仍然能够监控水产养殖现场的水质情况，用户节点1还包括PLC29，PLC29与ARM9模块11的串口13相连；ARM9模块11还可以通过以太网口12与用户节点1中的计算机相连,通过PLC29与用以太网连接的计算机用户依旧可以对现场情况进行监控。

Claims (5)

1.一种用于水产养殖的水质在线监控***，其特征在于，所述监控***包括由带无线网卡的计算机、智能手机或平板电脑构成的用户节点（1）、通过无线网络与用户节点（1）连接的网关节点（2）以及通过无线网络与网关节点（2）连接并设置在水产养殖现场用于检测水质的一组传感器节点（3）；所述用户节点（1）与网关节点（2）采用B/S架构；所述网关节点（2）包括ARM9模块（11），ARM9模块（11）***设有与其相连的第一电源（8）、第一ZigBee模块（16）、Wi-Fi模块（14）或3G/GPRS模块（15），网关节点（2）通过Wi-Fi模块（14）或3G/GPRS模块（15）与用户节点（1）无线连接；所述传感器节点（3）包括传感器（22）、A/D模块（21）与第二ZigBee模块（20），传感器（22）通过A/D模块（21）与第二ZigBee模块（20）相连，传感器节点（3）通过第二ZigBee模块（20）与网关节点（2）中的第一ZigBee模块（16）构成无线网络，传感器节点（3）还包括与传感器（22）相连的第二电源（17）。
2.根据权利要求1所述的一种用于水产养殖的水质在线监控***，其特征在于，所述监控***还包括设置于水产养殖现场的控制终端节点（4），所述控制终端节点（4）包括第三ZigBee模块（26）、与第三ZigBee模块（26）相连的放大器（27）以及用来供电的第三电源(23)，所述第三ZigBee模块（26）与网关节点（2）中的第一ZigBee模块（16）构成无线网络；所述控制终端节点（4）还包括与放大器（27）相连的继电器（28），放大器（27）的输出通过继电器（28）触发设置于水产养殖现场的加温控制柜（5）、增氧控制柜（6）与过滤控制柜（7）的控制线路启动现场设备。
3.根据权利要求1或2所述的一种用于水产养殖的水质在线监控***，其特征在于，所述第一电源(8)由第一电池组(9)与第一电源管理模块(10)连接构成；所述第二电源(17)由第二电池组(18)与第二电源管理模块(19)连接构成；所述第三电源(23)由第三电池组(24)与第三电源管理模块(25)连接构成。
4.根据权利要求1或2所述的一种用于水产养殖的水质在线监控***，其特征在于，所述用户节点(1)还包括PLC(29)，PLC(29)与ARM9模块（11）的串口(13)相连。
5.根据权利要求1所述的一种用于水产养殖的水质在线监控***，其特征在于，所述ARM9模块（11）还通过以太网口(12)与用户节点(1)中的计算机相连。
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