[發明專利]水產養殖場水質參數遠程監測系統及控制方法

無效

• 申請號: 201210553342.7
• 申請日: 2012-12-18
• 公開（公告）號: CN103108412A
• 公開（公告）日: 2013-05-15
• 發明（設計）人: 王衛星;胡月明;黃建清;姜晟;歐國成;盧康櫸
• 申請（專利權）人: 華南農業大學
• 主分類號: H04W84/18
• 分類號: H04W84/18;G08C17/02
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 楊曉松

1.水產養殖場水質參數遠程監測系統，其特征在于，該系統由無線傳感器網絡節點和數據監測中心組成，無線傳感器網絡節點包括水質傳感節點、匯聚節點和網關節點，節點間采用自組織方式組成無線傳感器網絡，所述的匯聚節點與網關節點分別通過串口通信方式和無線傳輸方式與數據監測中心計算機相連。

2.根據權利要求1所述的基于無線傳感器網絡的水產養殖場水質參數遠程監測系統，其特征在于，所述水質傳感節點包括第一處理器模塊、第一無線通信模塊、水質參數傳感器模塊、信號調理模塊和第一電源與充電模塊，所述水質參數傳感器模塊、信號調理模塊、處理器模塊以及無線通信模塊順序連接；所述電源與充電模塊分別為水質參數傳感器模塊、信號調理模塊、處理器模塊以及無線通信模塊供電。

3.根據權利要求1所述的基于無線傳感器網絡的水產養殖場水質參數遠程監測系統，其特征在于，所述匯聚節點包括第二處理器模塊、第二無線通信模塊、串口通信模塊、第二電源與充電模塊，匯聚節點通過第二無線通信模塊接收傳感器節點發送的數據，將該數據通過串口通信模塊發送至數據監測中心計算機，通過控制模塊控制LED電子顯示屏滾動顯示監測數據，系統采用2節鋰電池供電，并可利用太陽能電池板為其充電。

4.根據權利要求1所述的基于無線傳感器網絡的水產養殖場水質參數遠程監測系統，其特征在于，所述網關節點包括第三處理器模塊、第三無線通信模塊、GPRS模塊、存儲模塊和第三電源與充電模塊，所述第三處理器模塊分別連接存儲模塊、GPRS模塊以及第三無線通信模塊，第三電源與充電模塊分別為第三處理器模塊、第三無線通信模塊、GPRS模塊、存儲模塊充電。

5.根據權利要求1所述的基于無線傳感器網絡的水產養殖場水質參數遠程監測系統，其特征在于，所述的數據監控中心由本地數據監測中心和遠程數據監測中心組成；所述的本地數據監測中心包括監測計算機和本地數據監測軟件，監測計算機將匯聚節點傳送來的數據經本地數據監測軟件分析處理后以圖表形式實時顯示，并將數據以天為單位獨立存儲；所述的遠程數據監測中心包括監測計算機、遠程數據管理平臺和手機通訊設備，監測計算機通過Internet網絡獲取網關發送的現場監測數據后，通過遠程數據監測軟件以圖表形式實時顯示，并將數據以天為單位獨立存儲，手機通訊設備可通過GSM網絡短信形式接收網關節點發送的現場監測數據和預警信息。

6.根據權利要求1所述的基于無線傳感器網絡的水產養殖場水質參數遠程監測系統，其特征在于，所述信號調理模塊包括PH值信號調理模塊、溶解氧信號調理模塊和溫度信號調理模塊，所述的PH值信號調理模塊連接水質參數傳感器模塊中PH傳感器電極，將電極輸出的微弱信號整形放大后送至處理器模塊進行處理；所述的溶解氧信號調理模塊連接水質參數傳感器模塊中溶解氧傳感器電極，將電極輸出的微弱信號整形放大后送至處理器模塊進行處理；所述的溫度信號調理模塊連接水質參數傳感器模塊中溫度傳感器電極，將電極輸出的微弱信號整形放大后送至處理器模塊進行處理；所述三個信號調理模塊均與電源與充電模塊中±5V電源連接。

7.根據權利要求1所述的基于無線傳感器網絡的水產養殖場水質參數遠程監測系統，其特征在于，所述PH信號調理電路包括順序連接的PH電極、電壓跟隨器、濾波放大電路和電位平移模塊，所述pH電極輸出信號送入電壓跟隨器；電壓跟隨器輸出送入濾波放大模塊，將pH電極毫伏級電壓信號放大并濾除噪聲信號，然后通過電位平移將放大后的信號調整為0～3.3V。

8.根據權利要求1所述的基于無線傳感器網絡的水產養殖場水質參數遠程監測系統，其特征在于，所述溶解氧信號調理模塊包括順序連接的極化電壓模塊、溶解氧電極、電流轉電壓模塊和濾波放大器，所述極化電壓模塊為溶解氧電極提供電壓，所述電流轉電壓模塊將溶解氧電極輸出的電流轉換為電壓，通過濾波放大器放大成0～3.3V的電壓信號。

9.根據權利要求1所述的基于無線傳感器網絡的水產養殖場水質參數遠程監測系統，其特征在于，所述溫度信號調理模塊包括順序連接的熱敏電阻、平衡電橋和差動放大器，所述熱敏電阻嵌入溶解氧電極內部且接入平衡橋電壓，電橋橋臂電壓通過差動放大器輸出。

10.一種基于無線傳感器網絡的水產養殖場水質參數遠程監測系統的控制方法，其特征在于，包括下述步驟：

S1、水質傳感節點采集所需水質信號，通過無線傳輸方式傳送至匯聚節點和網關節點；

S2、匯聚節點將數據通過串口連接至本地數據監測計算機，運行于本地監測計算機上的數據監測軟件負責對數據進行提取和分析，然后顯示數據和統計結果；

S3、網關節點將壓縮后的數據先保存至存儲模塊，通過GPRS模塊將數據接入Internet和GSM網絡與遠程數據監測中心連接并保存至服務器進行數據預處理，遠程管理者通過手機短信方式和登錄數據管理平臺獲取各監測點水質參數信息，并判斷監測水域的水質狀態。