基于ZigBee网络的水环境无线监测系统设计

设计了基于ZigBee网络的水环境无线监测系统,该系统由具有多源信息融合功能的水质无线监测节点、无线路由节点、数据网关和上位机监测中心组成,并引入了节点信息多样化采集机制,可对被监测水域实施有效的无线覆盖以及信息的可靠传输,完成对水环境常规指标,如溶解氧、pH、水温的实时在线监测.根据试验结果,在每1 h采集1次的工作条件下,额定容量为1 200 mA·h的电池可使无线监测节点工作1 231 d以上,可以满足对水环境长期自动监测的要求.该水环境无线监测系统具有低功耗、部署简单、组网灵活的特点,较适合于小型河流以及中小面积湖泊、鱼塘的水环境质量的长期在线监测.     

基于物联网的温室大棚智能监测系统设计

针对传统温室大棚参数监测存在繁琐的布线问题,设计了基于新型物联网技术的温室大棚智能监测系统。该系统以CC2530无线传输模块结合温湿度传感器、光照传感器和CO2浓度传感器构成无线采集节点,对温室环境参数进行检测;检测数据通过由ZigBee模块构成的路由节点选取最优路径实现数据的无线传输;采用STM32作为核心处理器设计嵌入式网关,并利用GPRS技术将现场检测到的数据实时传送给监测中心,实现对温室环境的实时监测和报警。结果表明,该系统运行稳定、测量准确、网络覆盖性好、布点灵活、低功耗并且使用方便。     

灰树花菇房多点温湿度监测系统设计

【目的】设计灰树花菇房温湿度监测系统并对其进行多点监测.【方法】首先,根据灰树花菇房的结构,进行集成式温湿度传感器的多点布置,以采集温湿度实时数据.而后,借助于无线传输模块,将数据实时传输到温湿度实时监测下位机系统.最后,开发上位机监控软件实现对每个节点温湿度数据的实时存储、显示和查询.【结果】通过将传感器、无线传输、上位机等硬、软件系统的合理布局和设计,采集灰树花菇房多点温湿度数据,并进行实时传输和存储,实现对灰树花菇房温湿度进行有效地监测.【结论】根据该监测系统所测温湿度值与仿真计算的温湿度分布值对比分析,两者差异很小,验证所设计检测系统的可行性.     

Design of Online Monitoring System for Low Voltage Alloy Electric Cable Running Status

低压合金电缆由于其极好的强度和传导率已逐步应用于低压配电网,为验证其导电能力、连接性能及发热量等,设计了合金电缆运行状态在线监测系统。系统由测温终端、电参数测量模块、环境温湿度监测模块、通信管理模块及监测计算机等构成,测温终端连续监测电缆接头温度并通过ZigBee无线网络发送到通信管理模块;通信管理模块基于uC／OS-Ⅱ操作系统设计,接收测量点温度数据、监测电缆运行电参数及环境温湿度,并采用无线分组业务GPRS（GeneralPacketRadioService）通信网络实现数据的远距离传输;监测计算机实现温度负荷曲线的实时显示、温度越限报警及数据分析等功能。介绍了ZigBee网络参数配置、测温终端软硬件的低功耗设计、通信管理模块设计中任务分配及调度等。所设计系统具有成本低、可靠性高、可扩展性强等特点。     

基于WSN的建筑物结构健康监测系统

基于无线传感器网络设计了用于监测建筑物结构的健康检测系统,设计了地无线传感器网络节点.由传感器节点收集建筑物振动加速度值的数据变化,然后利用无线通信模块将处理后的数据发送出去.按照设计好的路由、数据融合算法将数据准确地传送给汇聚节点,进而由汇聚节点转发给基站,实现对建筑物结构健康的无线实时监测.无线传输避免了长距离布线所带来的成本高、施工困难的缺点.     

基于改进型倾角测量的弧垂监测系统

为了提高动态增容的安全性,有必要对输电线路弧垂进行实时监测,为此需构建导线的弧垂监测系统。通过建立导线倾角—弧垂的数学模型,分析弧垂计算过程中误差产生的原因,提出改进措施,并通过实验验证了改进措施对提高弧垂计算精度的有效性。同时设计了基于Zigbee技术与GPRS相结合的无线传输网络,具有扩展性强,功耗低的特点。构建了无线传感网络供电模块,使整个弧垂监测系统能够准确、可靠、实时地工作。     

基于ZigBee技术的水产养殖环境监测系统

[目的]实时监测水产养殖中的水环境,提高水产品产量。[方法]采用无线传感器网络的ZigBee技术设计可以实时采集、显示和处理水产养殖中水体的温度、溶解氧含量和pH等水环境因素,适合养殖环境中水水质的监测系统。[结果]监测系统传输稳定,传输的数据正确率达98%以上,达到预期要求。[结论]基于ZigBee技术的水产养殖环境监测系统可以实现数字化养殖,提高水产品产量。     

ZigBee农业塑料大棚监测系统设计

针对农业塑料大棚的温度、湿度、二氧化碳浓度以及光照强度等参数的实时在线监测和传输的需要,提出采用无线传感网络和ZigBee技术的系统设计方案。系统包含了硬件和软件两部分内容。硬件部分主要由数据采集、智慧塑料大棚控制和数据传输系统三个模块组成。软件部分由温度、湿度、光照强度采集模块,数据传输模块和LCD显示模块三部分组成。系统设计旨在实现智慧农业塑料大棚监控系统性能的稳定性、实时监控性以及操作简单方便。     

果园环境远程监测系统构建与设计

为了实时获取果园环境信息,及时科学指导生产,设计了1种果园环境信息远程监测系统。该系统主要基于LoRa技术和GpRS无线传输技术,通过布置在园区的传感器进行数据采集,LoRa模块负责传感器数据汇集,GpRS模块将数据进行远程传输。在用户中心开发了基于B/S结构的远程监测系统,实现了数据信息的实时及历史查询,数据报表及变化曲线的导出等功能。系统采用低功耗设计,集采集、监视、环境信息获取于一体,适用于果园环境的大范围、远距离监测。     

智能农田作业车辆实时数据采集系统设计试验

为了电路监控、在线诊断、记录机器工作状态及远程调试等要求,智能控制作业车辆农田作业时需要一个可靠的实时数据采集与传输系统.以水田激光平地机为平台,在原系统控制功能基础上设计基于Wi-Fi与SD卡的实时数据采集系统.实时数据一方面将通过Wi-Fi发送供外部接收端无线接收,另一方面将保存在SD卡中,作为Wi-Fi模块的辅助工具.介绍了设计方案与实现过程.为验证本系统可靠性,在实际的水田环境中对此实时数据采集系统进行测试,结果表明此实时数据采集系统能稳定且准确地记录平地机的工作数据,同时,无线Wi-Fi模块在空旷的水田环境中,数据可靠传输距离可达到100 m左右.     

无线传感器网络在淡水养殖溶氧浓度自动监控中的应用

针对淡水养殖特点,采用ZigBee无线网络技术及传感器技术,设计了一种基于ZigBee技术的淡水养殖溶氧浓度自动监控系统。进行了监控网络结构、节点硬件电路和软件设计,实现了溶氧浓度和温度等参数的实时监控。为淡水养殖的生产自动化和节能降耗提供了一种新的技术。     

基于AT89C51水产养殖环境参数自动监测系统设计与实现

针对水产养殖中溶解氧、pH值、温度等重要水质参数的监测,采用PC机为上位机,AT89C51微控制器为下位机,设计了一种水产养殖环境参数自动监测系统。该系统实现了对溶解氧、pH值、温度的实时采集、显示和存储,同时还提供了超限报警、历史数据查询等功能。试验结果表明,系统运行稳定、能够准确地采集和显示水产养殖环境参数,且具有操作简便、界面友好、性价比高和易扩展等优点。     

基于ZigBee的水产养殖水质控制管理系统设计

传统大型水产养殖场凭养殖户的经验,通过观察水体颜色、鱼类异常行为以及闻水味的方式监测水质,导致监测随意性大、出错几率高、费时费力,因此设计了基于ZigBee无线网络的水质管理系统,该系统以德州仪器CC2530芯片为核心构建了一个无线传感网络,该网络可实时采集监测点温度、溶解氧含量、pH、亚硝酸盐浓度、浊度等数据,并传送到PC上位机。PC上位机同时依据水质情况,通过SMT32F101控制器控制供氧泵,水阀、投饵机等设备,及时对水质异常等状况进行及时处理。试验表明,水质数据的传输速率可达到140 kb,有效传输距离在150 m以上,系统具有可扩展性强、功耗低、稳定性高等特点,能够满足水质监控、增氧、定时投饵、病害防治方面的功能要求。     

不同运行模式人工湿地中溶解氧与净化效率的关系研究

[目的]研究不同运行模式人工湿地中溶解氧与净化效率的关系。[方法]采用在线试验模型和现场监测分析方法,研究不同运行模式的有/无植物人工湿地对污水的净化效果与溶解氧的关系。[结果]连续运行的人工湿地上有无植物对有机物和氮磷污染物的净化效果没有明显影响,间隔运行的人工湿地上有无植物对污水中CODCr、NH4+-N、TN的平均去除率存在显著性差异,种有植物间隔运行的人工湿地对CODCr、NH4+-N、TN的平均去除率比连续运行的人工湿地和没有种植植物间隔运行的人工湿地高。人工湿地系统对污水中CODCr、NH4+-N、TN的净化效率在昼间较高、夜间较低,污染物净化效果与溶解氧之间存在着正相关的关系。人工湿地的前置单元增氧有利于改善后置湿地单元的溶氧环境条件,可以提高人工湿地系统净化污染物的能力。种植植物的人工湿地系统宜在昼间运行,利用好植物的光合增氧潜力,则可表现出良好的净化污染物的效果。[结论]该研究为氧化塘-人工湿地系统的运行管理提供了科学依据。     

应用于冷水鱼工厂化循环水养殖的自动化系统

采用分散控制、集中管理远程监视的管理模式,实现工厂化循环水养殖中的水处理水质参数的自动化控制。论述了工厂化循环水处理的工艺流程,需要调控的主要参数和设备,对不同参数和设备采取不同的控制策略,其中pH、臭氧浓度、溶解氧量采取PID控制、温度采取模糊要PID自整定控制。介绍了该系统控制总体结构及流程,从而形成了工厂化循环水养殖的组态监控系统的架构。     

基于无线传感网络的海参苗养殖环境监测系统的研究

本文通过分析海参苗养殖现状,设计了一种基于无线传感网络的海参苗养殖环境监测系统。通过在监测区域部署传感器节点,监测养殖池中的的温度、盐度、溶解氧及水位等环境参数。将检测到的数据无线发射到远程监测软件,监测软件将分析结果反馈给末端执行机构,实现对养殖池环境的实时监控。本文从系统结构和数据传输等方面进行了阐述,对海参苗养殖的自动化生产提供了一种有效可行、成本较低的解决方案。     

鱼塘浮头预报方法研究

利用2001、2007—2009年监测的溶氧量资料和有关气象资料,对银川市鱼塘溶氧量与气象要素的关系进行了相关分析。结果表明,溶氧量随温度升高而增加,到一定程度后,又会减少,在16℃时溶氧量最大;溶氧量随相对湿度升高而减少;溶氧量随02时气压、风速、光照时数升高而增加。采用逐步回归方法建立了溶氧预报方程,划分了鱼塘浮头级别,经天气形势补充订正后,可较好地预报鱼塘浮头,从而达到科学饲养、趋利避害的目的。     

池塘养殖南美白对虾中4种机械增氧模式的试验研究

[目的]探究南美白对虾池塘养殖中合理的机械增氧模式。[方法]在南美白对虾养殖池塘,进行了不同机械增氧模式的增氧效果比较。[结果]在全塘底层溶氧测定中,采用单一增氧模式的各点差别很大,最高值和最低值相差2.1～4.6倍,而采用立体增氧模式的各点基本趋于均衡状态;在底充式和水车式结合的立体增氧模式中,午间增氧后底层溶氧值平均增加4.31 mg/L,平均增氧速率2.15mg/(L.h);凌晨增氧后底层溶氧值平均增加2.25 mg/L,平均增氧速率达1.15 mg/(L.h)。[结论]在南美白对虾池塘养殖中,立体增氧模式明显优于单一增氧模式,尤以底充式和水车式结合的立体增氧模式效果最好。     

基于水产物联服务平台的智能增氧控制系统的开发

传统的水产养殖增氧方式已不能满足现代化与智能化养殖的需求,且现有的自动增氧系统控制方式过于简单,灵活性较差。为此,开发了一种基于水产物联服务平台的智能增氧控制系统。该系统以水产物联服务平台为云端数据服务器,以西门子PLC作为现场智能控制节点,其中智能控制节点通过GPRS通信方式与水产物联服务系统连接;系统使用光学溶解氧传感器进行水质数据的采集,并采用Zig Bee无线组网技术将数据传输给控制器;控制器利用溶解氧状态判定机制,根据控制参数将池塘溶解氧划分为5个状态,并输出相应的控制策略。结果表明,该系统运行稳定,系统通信与数据传输通畅,监测数据更新及时,能够根据设定的控制参数,智能地判定池塘溶解氧状态并触发系统调水机制或增氧机制。系统达到智能控制系统设计要求,稳定高效的控制效果降低了养殖风险,提高生产效益,具有广泛推广应用价值。     

A remote wireless system for water quality online monitoring in intensive fish culture

Water quality monitoring and forecasting plays an important role in modern intensive fish farming management. This paper describes an online water quality monitoring system for intensive fish culture in China, which combined web-server-embedded technology with mobile telecommunication technology. Based on historical data, this system is designed to forecast water quality with artificial neural networks (ANNs) and control the water quality in time to reduce catastrophic losses. The forecasting model for dissolved oxygen half an hour ahead has been validated with experimental data. The results demonstrate that multi-parametric, long-distance and online monitoring for water quality information can be accurately acquired and predicted by using this established monitoring system.