[實用新型]基于RFID和無線傳感網絡的水質監測預警系統

有效

• 申請號: 201220135764.8
• 申請日: 2012-04-01
• 公開（公告）號: CN202512124U
• 公開（公告）日: 2012-10-31
• 發明（設計）人: 顏波;向偉;劉發貴;石云
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: G01N35/00
• 分類號: G01N35/00
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍

技術領域

本實用新型涉及RFID技術、無線傳感技術的應用領域，具體是指一種基于RFID和無線傳感網絡的水質監測預警系統。?

背景技術

目前，隨著淡水養殖業中網箱養殖和水池養殖模式的日益推廣和普及，養殖密度不斷提高，飼料的投放、疾病防治、水溫、水中溶解氧濃度的檢測與控制對提高養殖產量與質量非常重要，其中溶解氧濃度檢測與控制成為提高養殖密度和產量的關鍵。

無線傳感器網絡與射頻識別技術是當今信息領域21世紀最有影響力技術和改變世界核心短距離通信技術。其中，RFID射頻識別是一種非接觸式的自動識別技術，它通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關數據，識別工作無需人工干預，可工作于各種惡劣環境。RFID技術可識別高速運動物體并可同時識別多個標簽，操作快捷方便，它受到國內外研究機構和學者認可，逐步發展成為時下最先進、最具潛力的信息采集技術。所謂傳感器網絡，可以定義為部署在監控區域內的大量傳感器節點所組成的無線網絡，該網絡能夠協作地實時監測、采集和處理節點分布區域內的各種環境或監測對象的信息，并將處理后的數據傳送到網絡中的特定位置。近年來，已經有越來越多的企業和個人致力于在環境監測（特別是水質監測）系統中應用無線傳感器網絡的研究。通過在監測區域內部署大量的廉價微型傳感器節點，經由無線通信方式形成一個多跳的網絡系統，從而實現網絡覆蓋區域內感知對象信息的采集量化、處理融合和傳輸應用。但到目前為止，將RFID技術和無線傳感技術結合起來應用到水產品養殖環境監測的研究與應用仍是空白。國內目前尚未有發現相關專利和軟件著作版權及相關綜合技術的公開。?

實用新型內容

本實用新型旨在提供一種方便、快捷、高效的基于RFID和無線傳感網絡的水質監測預警系統，能夠對水產品養殖水質進行實時監測，具體技術方案如下。

一種基于RFID和無線傳感網絡的水質監測預警系統，該系統包括：

多個監測節點，用于收集、處理和發送監測到的水質數據以及監測點編號和位置數據；監測節點之間通過ZigBee網絡互聯；

匯聚節點，用于匯集從監測節點采集到的數據；匯聚節點與監測節點之間通過ZigBee網絡互聯；

電源系統，用于對監測節點進行供電；

中心控制系統，用于整個水質監測預警系統的控制和管理；匯聚節點與中心控制系統通過Internet的方式連接。

上述基于RFID和無線傳感網絡的水質監測預警系統中，每個監測節點包括：

射頻標簽/識別系統，由RFID和RFID閱讀器組成，其中RFID存儲監測點的信息；RFID閱讀器用于讀取、修改RFID電子標簽的編碼信息；

傳感器組，用于采集各項水質數據；

處理器，用于收集、處理RFID數據和水質數據以及發出數據采集指令；

無線收發器，用于將收到的水質數據轉換成無線信號發送出去以及將收到的采集指令發給所述處理器；

所述射頻標簽/識別系統和處理器通過RS-232接口連接；所述的傳感器組和處理器通過信號線連接，信號線用于傳輸水質數據和采集指令以及傳感器電能的提供。

上述的基于RFID和無線傳感網絡的水質監測預警系統中，所述傳感器組包括pH傳感器、溫度傳感器、DO傳感器、重金屬電化學傳感器和水位傳感器。

上述的基于RFID和無線傳感網絡的水質監測預警系統中，所述無線收發器包括射頻系統單芯片和天線。

上述的基于RFID和無線傳感網絡的水質監測預警系統中，所述電源系統包括電池。

上述的基于RFID和無線傳感網絡的水質監測預警系統中，所述中心控制系統包括計算機。

上述的基于RFID和無線傳感網絡的水質監測預警系統中，所述處理器采用TI公司的MSP430F147單片機。

本實用新型與現有技術相比，具有以下的優點及效果：

(1)本系統中的無線傳感器網絡融合了RFID技術、傳感器技術、信息技術和網絡通信技術，各傳感器分工協作，自主組網，網絡拓撲動態變化，具有隨機部署、自組織、分布式結構、智能型、健壯性、成本低、環境適應性強等特點。ZigBee是一種新興的短距離、低成本和低功耗的無線網絡技術，相比于WiFi，Bluetooth等無線網絡系統，ZigBee協議的復雜度大大降低。基于ZigBee技術的無線傳感網絡，具有組網簡單、費用低、易擴展、性能穩定等優點；

(2)本系統運用RFID技術，可對監測點進行識別，在中心控制系統軟件上可看到每個監測點對應的水質數據和運行情況。如果監測點出了問題，可第一時間進行修整；