基于Zigbee和GPRS的水质监测系统节能设计

针对无线化的水产养殖水质监测系统耗能大、电池寿命短的问题,设计了基于Zigbee和GPRS的节能型水质监测系统。通过采用低功耗器件,在电源与传感器、信号调理电路之间添加选通芯片ADG1414控制各模块分时分区工作,减少各模块的供电时间来降低硬件能耗;通过设置阈值对采集的数据进行判断,对阈值范围内的数据不发送,减少数据发送量,从而减少系统数据发送能耗。以CC2530为核心构建无线传感网络,将传感器采集到的温度、p H、溶氧等水质参数传输至监测中心,构建实时监测平台,并在此基础上建立数据管理系统,实现对水产养殖水质环境的实时监测。系统测试与实验结果表明,该系统节能效果显著,能有效延长无线水质监测系统电池的工作时间。     

基于CC2430的水产养殖环境信息检测系统设计

通过分析研究现代水产养殖现状,设计一种基于CC2430的水产养殖环境参数自动检测系统.在监测区域部署网络节点,检测养殖池中的的温度、pH值及溶解氧等环境参数,完成数据无线传输,由监控系统对数据进行处理,实时监测养殖环境参数变化并为其有效控制提供依据.试验表明:该系统运行稳定、数据精度高.能够对水产养殖环境参数进行有效检测.该系统克服了传统方式的布线复杂、节点功耗大、监测管理不便等缺陷,且具有功耗低、组网灵活、可扩展性强等优点.     

工厂化水产养殖水质监测系统

工厂化水产养殖的密度高、风险大,养殖对象对pH、溶解氧、温度、氨氮、亚硝酸盐等水质参数的变化敏感,受影响严重,监测水质参数极为重要。本文针对工厂化水产养殖水质监测特点和需求,研发了工厂化水产养殖水质监测系统。分析研究pH、溶解氧、温度、亚硝酸盐等水质参数的阈值,设计水质监测数据无线采集节点和基于Zigbee的无线监测网络,建立水质监测系统软件平台。结果表明,该系统能够实现工厂化水产养殖水质实时监测,保证生产安全,提高水产养殖生产效率。     

升降式水产养殖水质自动检测系统设计

水产养殖水质参数检测作为现代化水产养殖的重要特征正受到越来越多的关注。为满足水产养殖业对水质环境参数检测的迫切需求,研究设计了一种升降式水产养殖水质自动检测系统。该系统由无线传感模块和传感器保护模块构成,无线传感模块采用GPRS无线传感技术实现水质参数的采集和传送;传感器保护模块利用PIC16F877A型单片机作为控制器,通过ZigBee实现与服务器的远程通信,从而控制检测装置的升降和水质传感器的冲洗与保湿。通过PC或手机客户端,养殖户可以对检测系统进行实时监测和控制。结果显示,系统运行稳定,装配简易,操作方便,实现了对鱼塘水温、溶氧和p H的自动检测;远程控制反应时间在1 s以内,数据传输错误率基本为0;溶氧、p H和温度传感器的最大相对误差分别为0.55%、1.89%和1.32%。研究表明,升降式机械结构工作稳定,实现了传感器的冲洗、保湿功能,远程控制动作反应速度和测量精度达到水产养殖水质信息采集的要求,能够满足水产养殖水质检测的应用要求。     

基于ARM9及Android的水产养殖监控系统设计

为促进水产养殖的技术更新,提高生产过程的自动化水平,设计了一种基于ARM9处理器和Android操作系统的水产养殖自动监测控制系统。采用STM32微处理器实时采集养殖场水温、p H、溶氧、水位4项参数,用ZigBee节点技术进行综合,并以无线方式传输数据至Android终端,实现水质参数的自动调节与控制。当溶氧浓度和水位超出预定阈值时,系统根据检测结果自动控制增氧机与补排水泵的开启与关闭;当p H与水温超出阈值时,系统会通过终端及现场报警提醒人工干预,减少环境对水产养殖产量的影响。测试结果显示,可控制溶氧、水位在合理误差范围内(分别为±0.4 mg/L、±2 cm),可以满足水产养殖远程监控的要求。     

鱼塘溶解氧无线监测与控制系统研究

溶解氧检测在水产养殖中起着至关重要的作用。研制了一套通过无线以太网(WIFI)连接,LabVIEW程序控制,并通过GSM网络使用户远程监控池塘溶解氧的溶解氧无线监测与控制系统。该系统能够在线检测溶解氧、温度等主要环境参数,并根据环境情况实施对增氧机的控制,业主可远程电脑监控或者通过手机远程监测鱼塘水质状况,并发送增氧命令,进行远程手动启停增氧机。在溶解氧超标时,系统可以自动启停增氧机,并向用户发送报告。试验结果表明,该方案提高了水质监控系统的控制性能,且具有应用前景。     

基于ZigBee的水产养殖水环境无线监控系统设计

设计了一种基于ZigBee协议的水产养殖水环境无线监控系统,实现了对溶解氧、pH值、温度等多参数的采集、处理和显示,并通过无线网络实现了传感器检测节点和协调器节点之间数据快速、准确的传输,进而对多参数进行实时远程监测。该系统适用于工厂化水产养殖、水环境、智能温室等诸多领域。     

基于分布式无线网络的水质监控系统设计

为提高对水产养殖水质监控的实时性和测量精度,设计了一种基于无线传感器网络的水产养殖水质参数监控系统。该系统由水质参数采集终端、分布式传感器网络、传输控制中心基站、远程在线监控系统组成。参数采集终端采集水质参数并传输到中心基站,再通过GPRS发送给远程在线监控中心,根据用户向监控中心输入的参数实现水温、pH、溶氧(DO)的调节。参数测量过程中引入数字滤波算法提高测量精度,使用经过改进粒子群优化算法(PSO)整定的PID控制器实现水质参数的调节。结果显示:测量精度达到要求,温度、pH和DO的测量误差分别为2.1%、1.3%和3.6%,系统对温度、pH和溶氧调节的最大误差分别为1.9%、2.6%和3.1%。整个系统工作稳定可靠。     

基于LabVIEW的水质监测系统设计与开发

为实现水产养殖过程中,水质参数监测系统的信号采集简便、数据无线传输以及操作界面简单便捷,且上位机之间能够实现数据共享,设计了一种基于LabVIEW的水产养殖水质参数监测系统。该系统以MSP430微控制器为下位机,以nRF905为数据收发模块,中心电脑端(PC机)为上位机,通过LabVIEW构建上位机监控软件,同时采用基于TCP协议的通信方式进行远程通信,LabVIEW的虚拟仪器可以实现计算机数据共享通信功能,从而实现对重要水质参数进行监测以及数据共享。试验过程采集到的数据与标定仪器测量数据,误差在2%以内,丢包率低,能实现上位机之间的数据共享。研究表明,整套系统数据采集结果正常、稳定性良好,系统控制界面简洁,操作简便,且具有性价比高和易扩展等优点。     

GPRS技术在水质远程监测中的应用

针对目前水质检测采用的实验室手工分析方法实时性差的问题，介绍一种基于GPRS技术的水质远程监测系统方案，它应用GSM网络提供的GPRS无线上网业务，实现对水质参数的远程检测、实时监控功能，从而大大提高水产养殖的生产效率和经济效益。该系统构建简单，站点扩充容易，并不受地理位置限制。试运行表明系统稳定可靠，操作方便。     

基于物联网的镜鲤池塘养殖环境监测系统

针对镜鲤Cyprinus carpio养殖环境监测信息化应用水平低和技术手段落后等问题,采用物联网、视频传输和WEB互联网等技术构建了镜鲤池塘养殖环境监测系统。本系统采用公用蜂窝数据和无线局域网+互联网通信方式将每个池塘设备组件组成物联网网络,以远程服务器为业务控制中心。系统依据多种水质传感器、气象工作站、摄像头等设备,获取池塘养殖环境参数,通过无线终端节点实现养殖环境信息与远程服务器的信息交换。采用B/S(浏览器/服务器)模式开发系统应用层,实现通过网页浏览器远程监控镜鲤池塘环境参数的变化。实用效果测试表明,该系统性能稳定,养殖环境信息采集、远程控制和监测预警达到使用要求,提升了镜鲤池塘养殖生产安全水平,对推动镜鲤等水产经济动物的精准养殖有一定应用价值。     

基于无线网桥与ZigBee技术的深海网箱养殖环境监测系统

为解决传统网箱养殖水质检测周期长、实时性差、数据误差大、维修成本高等问题,设计了一种基于无线网桥与ZigBee进行数据传输的深海网箱养殖水质与环境监测系统。该系统主要通过水质传感器获取网箱内海水的温度、盐度、浊度、pH以及溶氧等水质参数,同时利用水下摄像机采集水中鱼群状况、水面环境信息等图像信息,并通过无线网桥将监测的水质参数与图像信息实时传输至岸基数据监控中心,由监控系统实时监测养殖环境参数变化,并且可以通过无线接入点向设备发送控制指令来进行相关操作,如通过控制图像采集设备的云台来实现对网箱水面或水下环境的监控。结果显示:采用该检测系统后,能实时传输图像信息和水质参数,并能实现实时远程控制;操控中心具有数据显示、历史数据查看、水质异常时声光报警等功能。该系统具有操作简便、响应快速、成本较低、可靠性高等优点,具有较好的推广应用价值。     

带有水质监测的增氧机远程控制系统研究

针对水产养殖中增氧机远程控制困难、水质送检烦琐等问题，基于无线传感器网络(WSN)及物联网技术，开发了一种带有水质监测功能的增氧机远程控制系统。该系统由监测设备和远程控制小程序组成，布设在现场的溶氧、pH传感器、环境监测变送器等设备由4G-DTU内置的微处理器负责数据采集，采用无线网络通信方式，摆脱传统监测系统通信距离短的困扰；小程序具备实时监测水质、查询历史数据、远程启停增氧机等功能。为验证系统实用性，在实际水域布置节点测试。结果显示：各项指标均达到要求，设备远程启停响应延迟低于100 ms, pH测量精度达到±0.02,溶氧控制精度在±0.4 mg/L以内，温度测量精度达到0.5℃,气压测量精度达到0.1 kPa,能够满足水产养殖需求。证明了所研究的系统具有实际应用意义。     

带有溶氧预测的水产养殖监测平台的研究

针对传统水产养殖水质监测系统不能提前预警和通信延迟高的问题,提出一种带有溶氧预测的低延迟无线传感水质监测平台。本研究搭建了4个水质监测节点,通过LoRa模块与汇聚模块进行通信,实现了水质数据的实时监测。应用边缘计算的策略,将云服务器的计算和系统控制任务卸载到上位机来降低系统延迟。上位机更新本地和云服务器的数据,同时基于小波变换和长短期记忆网络(WT-LSTM)模型实现溶氧预测功能。结果显示:与其他预测模型相比,WT-LSTM模型效果更好;pH、温度、溶氧、电导率和氨氮监测数据的相对误差,分别小于1.4%、0.7%、0.2%、12%、5%;基于评测系数分析,溶氧1 h的预测结果比较准确,可作为溶氧预警的参考。本平台可以在低成本、低延迟的情况下,实现水质数据的实时监控,并完成1 h内溶氧的预测,使得系统对增氧机的控制更加合理化、智能化。     

基于物联网和GIS的水产养殖测控系统平台设计

针对水产养殖水质多参数监测的需求和现有水质环境监测系统存在的问题,设计了一种基于物联网和地理信息系统(GIS)的水产养殖测控系统。通过整体性能的研究分析,设计了测控系统平台的3层体系架构(传感控制层、传输层和应用层),提出了自顶向下、逐步求精以及模块化、结构化的设计方法;根据采集数据传输的可靠性、稳定性等要求,提出WiFi网状组网的配置方法,设计了系统硬件的供电模块;研究了本地服务器、中心服务器和控制模块软件系统;通过网络丢包率测试和水质溶氧量分析,验证了系统数据传输的可靠性,并在溶氧超出范围后自动控制增氧机,有效地调节池塘溶氧量。相比于传统的水产养殖远程监控系统,该系统通过物联网和GIS技术的融合,实现了水质环境的远程无线测控和区域化水产养殖管理,因此能够大大推进水产养殖智能化、自动化系统建设的发展,适应水产养殖的需要。     

一种基于多点数据采集的水产养殖监控系统

为了实现对水产养殖池塘内水质参数的多点采集及实时监控,本文利用数字化数据采集技术、嵌入式系统技术以及无线传感器网络技术等,开发了一种水产养殖监控系统。此系统不仅可以利用基站采集到定点的水质参数,还能够利用机器鱼搭载无线传感器的方式采集到池塘内不定点的水质参数,实现了多点数据采集,并通过基站上的人机交互模块以及中心机房的上位机与用户进行交互。结果表明,该系统运行稳定,采集的数据符合所需的精度要求,监控范围大大提高,能够满足水产养殖监控的需要。     

基于NB-IoT和无人船巡检的水产养殖场物联网系统研究

针对养殖水质检测与调控的实际需求,提出了一种基于NB-IoT(Narrow Band-Internet of things,窄带物联网)和无人船巡检技术的水质检测与调节物联网系统.通过将无人船作为移动水质感知节点采集养殖水质信息,然后通过NB-IoT无线通信技术将数据上传至OneNET云平台,最终将水质信息可视化呈现在...     

基于模糊控制的水产养殖环境智能监控系统设计

为实时掌握水产养殖水质和气象环境信息,针对溶氧控制过程中非线性、惯性大和时滞的问题,以循环水流水槽养殖模式为基础,设计了水产养殖环境监测和控制系统。通过PLC对养殖环境中溶氧、pH、温度、湿度、风速、风向、大气压等参数进行信息采集与传输,上位机实时显示环境信息,用模糊算法处理信息,处理后的结果作为PLC的输出传送到变频器中,变频器控制增氧机调节水中溶氧量。结果显示:该系统可实时传输与显示上述参数信息,提供历史数据和环境异常报警功能。模糊控制在调节溶氧过程中超调小、精度高,溶氧偏差±0.4 mg/L,可减少增氧机启停次数、延长设备寿命。监控系统进行实地应用测试,达到预期效果,可在水产养殖中进行推广和应用。     

水产养殖水质环境实时监测系统软件平台搭建技术研究

<正>水产养殖水质环境实时监测系统软件平台针对水产养殖业水质环境监测的特殊需求而开发,用户可通过该监测平台对养殖水质环境参数如水温、p H值、溶解氧、浊度、氨氮等数据进行实时在线监测,对未知的水质突变险情做出提前预警,可有效遏制养殖风险并显著提高生产、管理效率。一、底层平台设计与开发自主研发的实时嵌入式操作系统Z-smart是专门     

养殖水质在线监控的系统集成技术

应用多参数水质传感器、PAC场控制器、IEEE802．15．4无线传感器网络、CAN现场通信网络等技术进行系统设计,创建低成本、高效率、性能匀称、可扩充系统的水产养殖水质测试和水质调控的集成系统。认为推广普及规范化的水质监控手段,对促进水产养殖的科技进步和产业升级,实现水产养殖业增长方式转变有积极的意义。指出在现阶段发展我国的“数字化”养殖水质监控系统时,要注意现场设备的数字化、智能化、多功能化、网络化,开发低价位性能可靠的数字化水质传感器,提高信息的共享性和发挥养殖水质数据的应用价值。