专利名称：基于无线网络对潮间带生物研究的智能控制试验系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种无线智能控制试验系统，具体为一套基于无线网络技术，研究潮间带生物的生长、生存环境，及其生产力与产量的人工智能控制系统。
背景技术：
潮间带是陆、海交汇处一个相当狭窄但具很高生产力的区域，是典型的两相地带。其范围包括从最高高潮水面至最低低潮水面之间的区域。潮间带生物则是生长在潮间带的一切生物的总称。潮间带生物的作用非常广泛，其可作为食物、工业用原料和能源。目前已有研究表明有些海藻的含油量高达60%，因而海藻有非常大的前景作为新生物能源。而海藻类属于潮间带生物其中的一个种类，所以对潮间带生物研究的意义是极其重大的。海洋、潮汐、温度、光照、波浪及盐度都是影响潮间带生物的主要因素，通过研究其影响因素来改变其生长环境，甚至改变生物基因等方法便可达到提高产量的目的。本发明采用现有的物联网、传感器测量和自动化智能控制等技术模拟出一套潮间带生态系统，可达到有针对性的远程控制、监测影响潮间带生物样品生长、生存环境的目的，以便人类深入研究潮间带生物和找到提高其产量的方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种模拟潮间带区域的自然生态环境，例如海洋潮汐、水温及气温、波浪及盐度等，并应用无线传感技术建立物联网实现远程控制、实时监测的智能控制试验系统。该系统以便于研究潮间带生物的生长、生存环境，及其生产力与产量。本发明采用的技术如下基于无线网络对潮间带生物研究的智能控制试验系统，包括多个智能控制试验装置、无线网络和计算机终端，每个智能控制试验装置通过无线网络与计算机终端连接，每个智能控制试验装置包括液位传感器、照明灯、光照传感器、模拟降雨器、风扇、第一和第二加热器、制冷器、水温传感器、气温传感器、岩体、造浪泵、排水泵、人造海水、水缸、电磁阀和MCU微处理器；水缸为敞口水缸，水缸内装有人造海水、岩体、第一加热器、水温传感器、造浪泵和排水泵，水缸上端安装有液位传感器、照明灯、光照传感器、气温传感器、风扇和第二加热器，液位传感器的测量端伸入到人造海水中；紧贴水缸的外部安装有制冷器；模拟降雨器与纯净水管连接；进水口安装有电磁阀并通过进水管与水缸内连接，排水泵通过出水管与出水口连接；MCU微处理器分别与液位传感器、照明灯、光照传感器、模拟降雨器、风扇、第一和第二加热器、制冷器、水温传感器、气温传感器、造浪泵、电磁阀、排水泵电信号连接；液位传感器对人造海水的液位进行监测并将数据传输给MCU微处理器，通过MCU微处理器控制水泵和电磁阀流入或流出水缸内人造海水量从而模拟海洋潮汐，水温传感器和气温传感器测量水缸内人造海水的水温与人造海水上部的气温并将数据传输给MCU微处理器，MCU微处理器分别控制第一、第二加热器和制冷器从而达到对人造海水及水缸上端气温的进行控制，光照传感器测量光照度并将信号传输给MUC，再由MCU微处理器控制照明灯模拟自然光照，MCU微处理器控制风扇模拟自然风，MCU微处理器控制造浪泵造浪从而模拟海洋波浪，MCU微处理器控制模拟降雨器从而模拟降雨，液位传感器通过检测固定深度的人造海水压强来实时监测人造海水中盐的浓度。本发明还具有如下特征I、所述的液位传感器通过检测固定深度的海水压强来实时监测人造海水的中盐的浓度的方法如下人造海水中溶质浓度与溶液的密度如下式(I)其中，U :人造海水中溶质的浓度；P I :人造海水的密度；P。纯净水的密度；g :重力加速度 建立浓度与压强的关系式P= P lgh(2)(3)其中P :深度为h时的人造海水的的压强；P为压强是适时检测的，通过液位传感器检测固定深度的人造海水压强再经由MCU微处理器来实时监测人造海水中盐的浓度并传送给计算机终端显示。2、所述的无线网络的包括多个2. 4GHz无线传输模块，在每一个智能控制试验装置上分别安装有一个2. 4GHz无线传输模块，作为接收计算机终端的发出的控制指令和发送实验数据，在计算机终端也安装有2. 4GHz无线传输模块，发送控制控制指令和接收实验数据。3、所述的2. 4GHz无线传输模块或为GSM无线传输模块。
图I为以岩体潮间带生态环境为例的智能控制试验装置的结构示意图；图2为MCU控制框图。其中I、液位传感器，2、照明灯，3、模拟降雨器，4、风扇，5、第二加热器，6、气温传感器，7、光照传感器，8、电磁阀，9、岩体，10、第一加热器，11、水温传感器，12、造浪泵，13、排水泵，14、制冷器，15、水缸。
具体实施例方式根据说明书附图进一步说明实施例I :基于无线网络对潮间带生物研究的智能控制试验系统，包括多个智能控制试验装置、无线网络和计算机终端，每个智能控制试验装置通过无线网络与计算机终端连接，每个智能控制试验装置包括液位传感器、照明灯、光照传感器、模拟降雨器、风扇、第一和第二加热器、制冷器、水温传感器、气温传感器、岩体、造浪泵、排水泵、人造海水、水缸、电磁阀和MCU微处理器；水缸为敞口水缸，水缸内装有人造海水、岩体、第一加热器、水温传感器、造浪泵和排水泵，水缸上端安装有液位传感器、照明灯、光照传感器、气温传感器、风扇和第二加热器，液位传感器的测量端伸入到人造海水中；紧贴水缸的外部安装有制冷器；模拟降雨器与纯净水管连接；进水口安装有电磁阀并通过进水管与水缸内连接，排水泵通过出水管与出水口连接；MCU微处理器分别与液位传感器、照明灯、光照传感器、模拟降雨器、风扇、第一和第二加热器、制冷器、水温传感器、气温传感器、造浪泵、电磁阀、排水泵电信号连接；液位传感器对人造海水的液位进行监测并将数据传输给MCU微处理器，通过MCU微处理器控制水泵和电磁阀流入或流出水缸内人造海水量从而模拟海洋潮汐，水温传感器和气温传感器测量水缸内人造海水的水温与人造海水上部的气温并将数据传输给MCU微处理器，MCU微处理器分别控制第一、第二加热器和制冷器从而达到对人造海水及水缸上端气温的进行控制，光照传感器测量光照度并将信号传输给MUC，再由MCU微处理器控制照明灯模拟自然光照，MCU微处理器控制风扇模拟自然风，MCU微处理器控制造浪泵造浪从而模拟海洋波浪，MCU微处理器控制模拟降雨器从而模拟降雨，液位传感器通过检测固定深度的人造海水压强来实时监测人造海水中盐的浓度。所述的液位传感器通过检测固定深度的海水压强来实时监测人造海水的中盐的 浓度的方法如下人造海水中溶质浓度与溶液的密度如下式(I)其中，U :人造海水中溶质的浓度；P I :人造海水的密度；P ^ :纯净水的密度；g :重力加速度建立浓度与压强的关系式P= p lgh(2)U=,-⑶(3)
1 其中P :深度为h时的人造海水的的压强；P为压强是适时检测的，通过液位传感器检测固定深度的人造海水压强再经由MCU微处理器来实时监测人造海水中盐的浓度并传送给计算机终端显示。所述的无线网络的包括多个2. 4GHz无线传输模块，在每一个智能控制试验装置上分别安装有一个2. 4GHz无线传输模块，作为接收计算机终端的发出的控制指令和发送实验数据，在计算机终端也安装有2. 4GHz无线传输模块，发送控制控制指令和接收实验数据。所述的2. 4GHz无线传输模块或为GSM无线传输模块。所述的2. 4GHz无线传输模块或为GSM无线传输模块。所述的MCU微控制器为STC12C5A60S2或STC89C52。
权利要求
1.基于无线网络对潮间带生物研究的智能控制试验系统，包括多个智能控制试验装置、无线网络和计算机终端，每个智能控制试验装置通过无线网络与计算机终端连接，其特征在于每个智能控制试验装置包括液位传感器、照明灯、光照传感器、模拟降雨器、风扇、第一和第二加热器、制冷器、水温传感器、气温传感器、岩体、造浪泵、排水泵、人造海水、水缸、电磁阀和MCU微处理器；水缸为敞口水缸,水缸内装有人造海水、岩体、第一加热器、水温传感器、造浪泵和排水泵，水缸上端安装有液位传感器、照明灯、光照传感器、气温传感器、风扇和第二加热器，液位传感器的测量端伸入到人造海水中；紧贴水缸的外部安装有制冷器；模拟降雨器与纯净水管连接；进水口安装有电磁阀并通过进水管与水缸内连接，排水泵通过出水管与出水口连接；MCU微处理器分别与液位传感器、照明灯、光照传感器、模拟降雨器、风扇、第一和第二加热器、制冷器、水温传感器、气温传感器、造浪泵、电磁阀、排水泵电信号连接；液位传感器对人造海水的液位进行监测并将数据传输给MCU微处理器，通过MCU微处理器控制水泵和电磁阀流入或流出水缸内人造海水量从而模拟海洋潮汐，水温传感器和气温传感器测量水缸内人造海水的水温与人造海水上部的气温并将数据传输给MCU微处理器，MCU微处理器分别控制第一、第二加热器和制冷器从而达到对人造海水及水缸上端气温的进行控制，光照传感器测量光照度并将信号传输给MUC，再由MCU微处理器控制照明灯模拟自然光照，MCU微处理器控制风扇模拟自然风，MCU微处理器控制造浪泵造 浪从而模拟海洋波浪，MCU微处理器控制模拟降雨器从而模拟降雨，液位传感器通过检测固定深度的人造海水压强来实时监测人造海水中盐的浓度。
2.根据权利要求I所述的基于无线网络对潮间带生物研究的智能控制试验系统，其特征在于所述的液位传感器通过检测固定深度的海水压强来实时监测人造海水的中盐的浓度的方法如下 人造海水中溶质浓度与溶液的密度如下式(I) Pt 其中，U:人造海水中溶质的浓度；P I :人造海水的密度；P ^ :纯净水的密度；g :重力加速度 建立浓度与压强的关系式 P= P igh(2)(3)p 其中P :深度为h时的人造海水的的压强；P为压强是适时检测的，通过液位传感器检测固定深度的人造海水压强再经由MCU微处理器来实时监测人造海水中盐的浓度并传送给计算机终端显示。
3.根据权利要求I所述的基于无线网络对潮间带生物研究的智能控制试验系统，其特征在于所述的无线网络的包括多个2. 4GHz无线传输模块，在每一个智能控制试验装置上分别安装有一个2. 4GHz无线传输模块，作为接收计算机终端的发出的控制指令和发送实验数据，在计算机终端也安装有2. 4GHz无线传输模块，发送控制控制指令和接收实验数据。
4.根据权利要求3所述的基于无线网络对潮间带生物研究的智能控制试验系统，其特征在于所述的2. 4GHz无线传输模块或为GSM无线传输模块。
全文摘要
基于无线网络对潮间带生物研究的智能控制试验系统，包括多个智能控制试验装置、无线网络和计算机终端，每个智能控制试验装置通过无线网络与计算机终端连接，每个智能控制试验装置包括液位传感器、照明灯、光照传感器、模拟降雨器、风扇、第一和第二加热器、制冷器、水温传感器、气温传感器、岩体、造浪泵、排水泵、盐水、水缸、电磁三通阀和MCU微处理器。本发明应用前景广泛，精度高。不仅可应用于对海藻及潮间带生物的研究，还可以合理的应用软件与硬件的结合来实现模拟海洋、湖泊等自然环境以便于人们寻找出提高水产产量的方法与途径。
文档编号G01D21/00GK102721434SQ201210223799
公开日2012年10月10日 申请日期2012年6月19日 优先权日2012年6月19日
发明者何强, 冯聚萌, 周晶, 张海峰, 曹一江, 曹伽牧, 杨阳 申请人:哈尔滨理工大学