一种基于Zigbee的水质在线监测系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种基于Zigbee的水质在线监测系统，该系统包括：至少1个数据采集节点，采集监测水域中水质的各项指标参数数据；Zigbee数据传输系统，包括至少1个Zigbee协调器和至少1个Zigbee半功能节点；每个Zigbee半功能节点与一个数据采集节点相连，将各项指标参数数据无线传输至Zigbee协调器；ARM处理器，与Zigbee协调器相连，接收并处理Zigbee协调器上报的各项指标参数数据。本实用新型采用无线方式传输水质参数，避免了水产养殖厂内布线带来的麻烦；Zigbee数据传输系统采用电池供电，能耗低，寿命长，方便随时更新采集点；既保证了传统的数据采集、传输和存储，又实现了水质参数的实时监测，大大降低了成本，易于安装和维护，具有很强的灵活性。
【专利说明】一种基于Zigbee的水质在线监测系统
【技术领域】
[0001]本实用新型属于监测【技术领域】，涉及一种监测系统，特别是涉及一种基于Zigbee的水质在线监测系统。
【背景技术】
[0002]我国的养殖水体水质监测经历了三个阶段:传统经验法、化学法、和仪器法。随着工厂化养鱼技术的发展，20世纪90年代中后期，我国开始研究性价比高的水质监控系统，对养殖水体的水温、溶氧、酸碱度、盐度、氧化还原电位、浊度、氨氮、硝酸盐、亚硝酸盐等水质指标进行监控。奔腾水产生产的水产养殖水质监控设备，北京双晖电子生产的水产养殖水质监测仪等都可以满足江河湖泊海洋等各种水体环境的水质监测。但是，这些都属于不可长期连续使用的非在线型水质测试仪。采用这种仪表，很难做到24小时连续监测水质参数。
[0003]随着技术发展，水质在线监测系统应用而生，其一般采用GSM、GPRS或RS-485传输采集到的数据到PC机，实现了两层架构，并且上位机一般采用C / S模式。但GSM和GPRS都存在成本较高的问题。而有线传输在水域中布线较为困难，多点采集不方便。
实用新型内容
[0004]鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种基于Zigbee的水质在线监测系统，用于解决现有水质监测技术中多点采集布线不方便、监控成本高的问题。
[0005]为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种基于Zigbee的水质在线监测系统。
[0006]一种基于Zigbee的水质在线监测系统，其特征在于，所述基于Zigbee的水质在线监测系统包括:至少I个数据采集节点，采集监测水域中水质的各项指标参数数据；Zigbee数据传输系统，包括至少I个Zigbee协调器和至少I个Zigbee半功能节点；每个所述Zigbee半功能节点与一个所述数据采集节点相连,将所述各项指标参数数据无线传输至所述Zigbee协凋器；ARM处理器，与所述Zigbee协调器相连，接收并处理所述Zigbee协调器上报的所述各项指标参数数据。
[0007]优选地，所述数据采集节点包括温度传感器、盐度传感器、或/和PH传感器。
[0008]优选地,所述Zigbee半功能节点包括:第一处理模块，与所述数据采集节点相连，处理所述各项指标参数数据；第一天线模块，与所述第一处理模块相连，将处理后的各项指标参数数据以Zigbee无线协议发送至Zigbee无线网络中；第一电源模块，与所述第一处理模块相连，为所述Zigbee半功能节点供电；第一 LED指示灯，与所述第一处理模块相连，显示所述Zigbee半功能节点的工作状态。
[0009]优选地，所述Zigbee协调器包括:第二天线模块，接收来自Zigbee无线网络的各项指标参数数据；第二处理模块，与所述第二天线模块相连，将所述各项指标参数数据通过串口上报；第二电源模块，与所述第二处理模块相连，为所述Zigbee协调器供电；第二 LED指示灯，与所述第二处理模块相连，显示所述Zigbee协调器的工作状态。
[0010]优选地,所述Zigbee半功能节点嵌入在所述数据采集节点中，所述Zigbee协调器通过串口与所述ARM处理器相连。
[0011]优选地，所述Zigbee数据传输系统中Zigbee协调器的个数为I个时,所述Zigbee数据传输系统构成星形Zigbee网络。
[0012]优选地，所述Zigbee数据传输系统中Zigbee协调器的个数为至少2个时，所述Zigbee数据传输系统构成树形Zigbee网络或网状Zigbee网络。
[0013]如上所述，本实用新型所述的基于Zigbee的水质在线监测系统，具有以下有益效果:
[0014]本实用新型采用无线方式传输水质参数(即各项指标参数数据)，避免了水产养殖厂内布线带来的麻烦；Zigbee数据传输系统采用电池供电，能耗低，寿命长，方便随时更新采集点；既保证了传统的数据采集、传输和存储，又实现了水质参数的实时监测，大大降低了成本，易于安装和维护，具有很强的灵活性。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1为本实用新型所述的基于Zigbee的水质在线监测系统的结构示意图。
[0016]图2为本实用新型所述的Zigbee半功能节点的结构示意图。
[0017]图3为本实用新型所述的Zigbee协调器的结构示意图。
[0018]图4为本实用新型所述的星形Zigbee网络的结构示意图。
[0019]图5为本实用新型所述的树形Zigbee网络的结构示意图。
[0020]图6为本实用新型所述的网状Zigbee网络的结构示意图。
[0021]元件标号说明
[0022]100 数据采集节点
[0023]110 温度传感器
[0024]120 盐度传感器
[0025]130 PH 传感器
[0026]200 Zigbee数据传输系统
[0027]210 Zigbee 协调器
[0028]211 第二天线模块
[0029]212 第二处理模块
[0030]213 第二电源模块
[0031]214 第LED指示灯
[0032]220 Zigbee半功能节点
[0033]221 第一处理模块
[0034]222 第一天线模块
[0035]223 第一电源模块
[0036]224 第一 LED 指示灯
[0037]300 ARM 处理器【具体实施方式】
[0038]以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。
[0039]请参阅附图。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。
[0040]实施例
[0041]本实施例提供一种基于Zigbee的水质在线监测系统，如图1所示，所述基于Zigbee的水质在线监测系统包括:至少I个数据采集节点100，Zigbee数据传输系统200，ARM处理器300。
[0042]所述数据采集节点100用以采集监测水域中水质的各项指标参数数据。所述数据采集节点100包括温度传感器110、盐度传感器120、或/和PH传感器130等各种测试项目的传感器。本实用新型所述数据采集节点100的保护范围不限于传感器的种类和个数。
[0043]所述Zigbee数据传输系统200包括至少I个Zigbee协调器210和至少I个Zigbee半功能节点220 ;所述Zigbee半功能节点220与所述数据采集节点100相连，将所述各项指标参数数据无线传输至所述Zigbee协调器210。
[0044]进一步,如图2所示,所述Zigbee半功能节点220包括:第一处理模块221,第一天线模块222，第一电源模块223，第一 LED指示灯224 ;所述第一处理模块221与所述数据采集节点100相连，处理所述各项指标参数数据；所述第一天线模块222与所述第一处理模块221相连，将处理后的各项指标参数数据以Zigbee无线协议发送至Zigbee无线网络中；所述第一电源模块223与所述第一处理模块221相连，为所述Zigbee半功能节点供电；所述第一 LED指示灯224与所述第一处理模块221相连，显示所述Zigbee半功能节点的工作状态。第一处理模块221通过一个多路选择器连接数据采集节点100中的多个不同类型的传感器。
[0045]如图3所示，所述Zigbee协调器210包括:第二天线模块211，第二处理模块212，第二电源模块213，第二 LED指示灯214 ;所述第二天线模块211接收来自Zigbee无线网络的各项指标参数数据；所述第二处理模块212与所述第二天线模块211相连，将所述各项指标参数数据通过串口上报；所述第二电源模块213与所述第二处理模块212相连，为所述Zigbee协调器供电；所述第二 LED指示灯214与所述第二处理模块212相连，显示所述Zigbee协调器的工作状态。
[0046]所述ARM处理器300与所述Zigbee协调器210相连,接收并处理所述Zigbee协调器210上报的所述各项指标参数数据。所述ARM处理器300可以将处理后的各项指标参数数据保存到一数据库服务器上，方便用户通过Internet登录网页实时在线查询。
[0047]所述Zigbee数据传输系统中Zigbee协调器的个数为I个时,所述Zigbee数据传输系统构成星形Zigbee网络,如图4所不。所述Zigbee数据传输系统中Zigbee协调器的个数为至少2个时,所述Zigbee数据传输系统构成树形Zigbee网络或网状Zigbee网络，分别如图5和6所不。
[0048]更进一步,所述Zigbee半功能节点嵌入在所述数据采集节点中，这样在实际应用中，所述Zigbee半功能节点就与传感器一起位于监测水域的各个监测点上了。所述Zigbee协调器通过串口与所述ARM处理器相连，这样就使得ARM处理器和数据采集节点之间通过Zigbee数据传输系统就可以进行Zigbee无线传输，无需布设通信线路，应用方便。而且，还可以根据监测需要随时增加或减少数据采集节点的数目，灵活性高，适应能力强。Zigbee数据传输系统可以在监测水域自由组建Zigbee无线网络，保证了数据采集节点上传数据通信链路的灵活和通畅。
[0049]本实用新型的改进点在于将Zigbee网络应用在水质监测中，利用Zigbee半功能节点和Zigbee协调器的自动组网无线通信功能实现ARM处理器和数据采集节点之间的无线通信。因所述Zigbee半功能节点和Zigbee协调器均为现有技术，所以本实用新型的创新点在于所述基于Zigbee的水质在线监测系统中各部件的构造关系，即数据采集节点、Zigbee半功能节点、Zigbee协调器和ARM处理器之间的通信连接关系,而不在于各部件自身结构。
[0050]本实用新型采用无线方式传输水质参数(即各项指标参数数据)，避免了水产养殖厂内布线带来的麻烦；Zigbee数据传输系统采用电池供电，能耗低，寿命长，方便随时更新采集点；既保证了传统的数据采集、传输和存储，又实现了水质参数的实时监测，大大降低了成本，易于安装和维护，具有很强的灵活性。
[0051]综上所述，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
[0052]上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属【技术领域】中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。
【权利要求】
1.一种基于Zigbee的水质在线监测系统,其特征在于,所述基于Zigbee的水质在线监测系统包括: 至少I个数据采集节点，采集监测水域中水质的各项指标参数数据； Zigbee数据传输系统,包括至少I个Zigbee协调器和至少I个Zigbee半功能节点；每个所述Zigbee半功能节点与一个所述数据采集节点相连，将所述各项指标参数数据无线传输至所述Zigbee协调器； ARM处理器，与所述Zigbee协调器相连，接收并处理所述Zigbee协调器上报的所述各项指标参数数据。
2.根据权利要求1所述的基于Zigbee的水质在线监测系统，其特征在于:所述数据采集节点包括温度传感器、盐度传感器、或/和PH传感器。
3.根据权利要求1所述的基于Zigbee的水质在线监测系统，其特征在于，所述Zigbee半功能节点包括: 第一处理模块，与所述数据采集节点相连，处理所述各项指标参数数据； 第一天线模块，与所述第一处理模块相连，将处理后的各项指标参数数据以Zigbee无线协议发送至Zigbee无线网络中； 第一电源模块，与所述第一处理模块相连，为所述Zigbee半功能节点供电； 第一 LED指示灯，与所述第一处理模块相连，显示所述Zigbee半功能节点的工作状态。
4.根据权利要求3所述的基于Zigbee的水质在线监测系统，其特征在于，所述Zigbee协调器包括: 第二天线模块，接收来自Zigbee无线网络的各项指标参数数据； 第二处理模块，与所述第二天线模块相连，将所述各项指标参数数据通过串口上报； 第二电源模块，与所述第二处理模块相连，为所述Zigbee协调器供电； 第二 LED指示灯，与所述第二处理模块相连，显示所述Zigbee协调器的工作状态。
5.根据权利要求1所述的基于Zigbee的水质在线监测系统，其特征在于:所述Zigbee半功能节点嵌入在所述数据采集节点中，所述Zigbee协调器通过串口与所述ARM处理器相连。
6.根据权利要求1所述的基于Zigbee的水质在线监测系统，其特征在于:所述Zigbee数据传输系统中Zigbee协调器的个数为I个时，所述Zigbee数据传输系统构成星形Zigbee 网络。
7.根据权利要求1所述的基于Zigbee的水质在线监测系统，其特征在于:所述Zigbee数据传输系统中Zigbee协调器的个数为至少2个时，所述Zigbee数据传输系统构成树形Zigbee网络或网状Zigbee网络。
【文档编号】H04W84/18GK203759000SQ201420136107
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2014年3月17日 优先权日:2014年3月17日
【发明者】钱建波, 姜福祥, 于正永, 董进 申请人:淮安信息职业技术学院