[發明專利]基于物聯網的觀賞魚養殖水質監測方法

在審

• 申請號: 201810725747.1
• 申請日: 2018-07-04
• 公開（公告）號: CN108918804A
• 公開（公告）日: 2018-11-30
• 發明（設計）人: 韓玉冰;馬賓;劉國玲;劉曉慧;王春鵬
• 申請（專利權）人: 齊魯工業大學
• 主分類號: G01N33/18
• 分類號: G01N33/18;H04W84/18
• 代理公司: 濟南領升專利代理事務所(普通合伙) 37246
• 代理人: 王吉勇;崔苗苗

1.一種基于物聯網的觀賞魚養殖水質監測方法，其特征是，包括以下步驟：

(S1)識別觀賞魚類養殖水質主要監測環節，根據觀賞魚類養殖水質對觀賞魚品質的印象，分析并確定觀賞魚類養殖水質感知參數；

(S2)針對觀賞魚類養殖水質感知參數，運用多傳感器集成技術，設計并實現多傳感器集成數據感知模塊；

根據觀賞魚養殖水質感知參數需求分析結果，將多傳感器集成模塊分為溫度傳感器模塊、溶氧量傳感器模塊及PH值傳感器模塊；

(S3)搭建無線傳感器網絡平臺，實現傳感器感知數據的采集及數據從下位機到上位機的無線傳輸，以及數據幀到上位機數據庫存儲的無縫轉化；包括：

S301：無線傳感器網絡系統采用星形網絡拓撲結構；

S302：基于433MHz傳輸協議的數據采集、發送模塊設計與實現；該模塊在網絡中的作用為采集觀賞魚養殖水質感知參數，并將數據解析、打包并發送至網關模塊；

S303：基于433MHz、GPRS傳輸協議的數據接收、發送模塊設計與實現；該模塊在網絡中的作用為接收傳感器節點發送過來的數據上傳到PC，并將數據利用GPRS通信方式傳送到用戶手機客戶端；

S304：上位機管理軟件設計；

(S4)驗證觀賞魚類養殖水質感知參數數據分布，優化多傳感器集成模塊的空間布置，并實現多傳感器集成模塊的測試與優化；

將溫度傳感器模塊、溶氧量傳感器模塊及PH值傳感器模塊安裝在采集板上，采集板一端固定于步進電機上，步進電機活動安裝在滑動導軌上，采集板上設置有天線；

S401：根據觀賞魚主要活動水位，利用步進電機將傳感器調整到待測水位；傳感器節點與電機固定于垂直的滑動導桿上；

S402：驗證觀賞魚養殖水域各個參數分布狀態，建立養殖水域環境模型，結合實際分析，合理優化養殖水域傳感器布局；

S403：合理的根據觀賞魚生活習性對養殖水質感知參數設定相應的上下閾值界限，實現養殖水質感知參數結果超出界限后進行聲、光及短信形式進行報警；

(S5)對觀賞魚養殖水質監測方法整體性能進行運行測試，提高系統穩定性和精確性，改善系統性能。

2.如權利要求1所述的基于物聯網的觀賞魚養殖水質監測方法，其特征是，所述步驟S1中，觀賞魚類養殖水質感知參數識別過程主要分為以下步驟：

S101：將觀賞魚根據種類分成若干組別，分別根據其習性確定其主要活動水位分布及養殖特性，據不同種類觀賞魚主要活動水位分布及養殖特性，分析觀賞魚養殖水質感知參數需求；

監測環節1：以觀賞魚為研究對象，放養于長方形、四角圓鈍的養殖池內，魚群可在全池均勻分布；不同種類觀賞魚分布水位不同，可肉眼觀察魚群活動分布水位，確定魚群的生活習慣水位并做好記錄，方便傳感器布置在魚群活動水位高度；

監測環節2：咨詢相關專家及養殖管理人員，確定觀賞魚對養殖水質感知參數；

S102：確定觀賞魚養殖水質參數。

3.如權利要求2所述的基于物聯網的觀賞魚養殖水質監測方法，其特征是，所述水質環境感知參數包括：水溫、水溶氧量和水PH值。

4.如權利要求1所述的基于物聯網的觀賞魚養殖水質監測方法，其特征是，所述步驟S2中，溶氧量傳感器模塊的溶解氧傳感探頭部分是由金電極即陰極和銀電極即陽極及氯化鉀或氫氧化鉀電解液組成，氧通過膜擴散進入電解液與金電極和銀電極構成測量回路；當給溶解氧分析儀電極加上0.6～0.8V的極化電壓時，氧通過膜擴散，陰極釋放電子，陽極接受電子，產生電流，形成電勢；整個反應過程為：陽極Ag+Cl→AgCl+2e^-；陰極O₂+2H₂O+4e→4OH^-；集成運算放大器，將輸出信號調節為標準的0.4V～3.3V信號，該范圍線性對應0～20mg/L的水溶氧濃度。