一种基于ZigBee的水产养殖监测系统的制作方法

本实用新型涉及一种监测系统，尤其涉及一种基于ZigBee的水产养殖监测系统。

背景技术：

长期以来我过水产行业的发展周期长，劳动强度大，生产效率低，对环境破坏严重，这些都严重制约了我过水产养殖行业的健康发展，面对我国日益增长的水产品消费，以及大众对绿色环保的水产品的要求的不断提高，传统的养殖方式越来越不能满足大众的需求；虽然科学技术及网络技术的不断发展，将这些技术应用到水产养殖业逐渐成为一种趋势，实现水产养殖的信息化、智能化管理，在提高水产品品质的同时还能够节约人力成本，减小对环境的破坏。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种基于ZigBee的水产养殖监测系统，主要包括三层架构：信息感知层、信息传输层和功能应用层；所述信息感知层处于始发端，主要包括多路监测传感器、多路监测传感器的自动采集系统以及多路继电器的控制；所述信息传输层位于中间，主要为ZigBee终端到ZigBee协调器以及协调器与上位机之间的信号传输层，同时可以将信号传递给GPRS模块实现信号的远距离传输；所述功能应用层处于所述监测系统的末端，可以实现对节点现场的各路监测数据的查看，还包括监控主机的系统监控以及远程移动端和远程主机的监控。

所述监测系统的工作流程就是从信息感知层到信息传输层最后到功能应用层，所述传感器节点对水产养殖现场的监测点的监测数据进行自动采集后将采集数据经过数据采集终端传输给ZigBee终端经过ZigBee协调器传输给上位机，同时可以将信号经过GPRS模块实现远距离传输传递给远端监控系统。

所述多路监测传感器主要包括温度传感器、pH传感器、溶解氧传感器、浊度传感器和氨氮传感器。

所述信息感知层还包括增氧机、进水泵、出水泵等设备。

优选地，所述远程移动客户端可以是手机客户端。

优选地，所述应用层还包括LCD屏显示器。

所述远程监控系统中还包括自动报警系统，当所监测的测点项目的监测值不在系统所设置的安全范围内，系统则启动报警系统，提醒相应的人员采取相应的措施进行管理。

本实用新型提供的水产养殖监测系统，设计合理，灵活性强，能够准确及时的向用户提供有效的监控信息，便于用户根据采集来的数据进行管理，当某个监测项目的数据不在标准范围内自动向用户进行报警提示，大幅度提高水产养殖的效率，降低大规模养殖的成本。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明。

图1为本实用新型水产养殖监测系统的总体框架示意图；

图2为本实用新型水产养殖监测系统中传感器接口示意图。

具体实施方式

本实用新型所揭示的一种基于ZigBee的水产养殖监测系统，如图1所示，所述监测系统主要包括三层架构：信息感知层、信息传输层和功能应用层。

所述信息感知层处于始发端，主要包括多路监测传感器、多路监测传感器的自动采集系统以及多路继电器的控制；所述多路监测传感器主要包括温度传感器、pH传感器、溶解氧传感器、浊度传感器和氨氮传感器；所述信息感知层还包括增氧机、进水泵、出水泵等设备。

由于传感器种类大体可以分为四种类型：电阻型、电流型、电压型、数字型，其中电流型和电阻型的传感器实用比较麻烦，因为一般的微处理器难以直接识别其信号的数据，通常需要经过调理电路、放大电路等处理才能被处理器识别；而电压型传感器实用比较方便，一般只需要通过简单的标定或者在处理器中编译相关的信号标定函数，处理器就可以直接读取其信息；而数字传感器实用起来最为方便，一般是在电压信号的基础上在内部对数据进行处理，使输出数据可以被处理器直接读取，如图2所示各种不同类型传感器的接口图。

所述信息传输层位于中间，主要为ZigBee终端到ZigBee协调器以及协调器与上位机之间的信号传输层，同时可以将信号传递给GPRS模块实现信号的远距离传输。

所示信息传输层主要为ZigBee通信模块和和GPRS模块。本系统采用的ZigBee通信模块由底板和核心板两部分组成，核心板CC2530芯片组成中央处理器，负责数据的采集、收发、处理、存储等工作，CC2530是8051系统内核芯片，它具有多个不同的存储器访问总线分别是SFR总线、DATA总线和CODE/XDATA总线三，内存仲裁器通过SFR总线，将CPU、DMA控制器和物理储存器以及外设等连接在一起。而ZigBee通信模块的底板主要是为信号的采集提供电源、串口处理以及其他辅助设备，核心板通过P1和P2两部分的引脚插线和底板相连接，底板主要有Power、PL2303、Debug lcd、Led key、CC2530 IO口五部分电路组成；Power是指电路板的供电电路，PL2303部分电路是有PL2303芯片以及外部晶振、RS232接口等元件组成的电路，由于部分传感器的通信方式是RS485/RS232而CC2350芯片一般不能和其进行直接通信，需要通过PL2303芯片对信号进行处理使其转换成TTL电平供单片机应用，Debug lcd电路和CC2530 IO部分电路主要是作为CC2530引脚电路，Led key部分电路主要是配置电路的按键、窗口的Led指示灯便于观察电路的工作情况。

本系统选用SIM900A作为实现与安卓客户端通信的硬件，SIM900A无线通信模块采用5V电压供电，具有信号强、抗干扰能力强、自带休眠模式能最大限度的减少能量损耗等优点。

本系统的ZigBee通信模块有一个预留的232通信的串口可以直接和SIM900A模块相连实现信号的传输，所述GPRS模块也可以直接通过跳线将TX和RX口和ZigBee模块的P0.2、P0.3口相连实现通信。

所述功能应用层处于所述监测系统的末端，可以实现对节点现场的各路监测数据的查看，还包括监控主机的系统监控以及远程移动端和远程主机的监控。

所述监测系统的工作流程就是从信息感知层到信息传输层最后到功能应用层，所述传感器节点对水产养殖现场的监测点的监测数据进行自动采集后将采集数据经过数据采集终端传输给ZigBee终端经过ZigBee协调器传输给上位机，同时可以将信号经过GPRS模块实现远距离传输传递给远端监控系统。

本系统中使用LCD液晶显示屏作为系统在养殖现场的数据显示，其做为应用的一部分主要功能是将采集到的信号进行可视化处理用于节点数据显示、为系统或人工调节水体环境提供依据。

系统采用JLX12864LCD液晶显示器利用5V电压通电，界面小巧，数据显示清晰度高，可为现场数据显示提供4位/8位并行、2线或3线串行多接口方式，一次可显示15-16个GB2312标准字库，可构成良好的人机交互界面。

所述远程监控系统中还包括自动报警系统，当所监测的测点项目的监测值不在系统所设置的安全范围内，系统则启动报警系统，提醒相应的人员采取相应的措施进行管理。

本实用新型的技术内容及技术特征已揭示如上，熟悉本领域的技术人员仍可能基于本实用新型的教示而作出不背离本实用新型实质的替换及修饰，因此，本实用新型保护范围不限于实施例所揭示的内容，也包括各种不背离本实用新型实质的替换及修饰。