CN102664955A

CN102664955A - 基于远距离无线ap的海水养殖现场远程测控系统

Info

Publication number: CN102664955A
Application number: CN2012101270920A
Authority: CN
Inventors: 李良儿; 赵秋亮; 胡即明; 刘娟意
Original assignee: Zhejiang Ocean University ZJOU
Current assignee: Zhejiang Ocean University ZJOU
Priority date: 2012-04-27
Filing date: 2012-04-27
Publication date: 2012-09-12

Abstract

基于远距离无线AP的海水养殖现场远程测控系统，属于水产养殖设备技术领域，包括数据采集模块、水质传感器、嵌入式控制器、电气设备、AP1、AP2、AP3、internet网络、嵌入式web服务器、远程用户，数据采集模块通过数据线与水质传感器连接，嵌入式控制器通过数据线与电气设备连接，数据采集模块和嵌入式控制器通过无线与AP1连接，AP1与AP2为有线连接，AP2安装在海上，AP3安装在陆地上，AP2与AP3通过无线传输，AP3通过internet网络与嵌入式web服务器和远程用户进行数据交换。本系统能在岸上监控网箱所处的海水参数，并能远程操作各类养殖设备，将大大提高养殖质量，减轻养殖人员工作量。

Description

基于远距离无线AP的海水养殖现场远程测控系统

技术领域

本发明涉及一种远程测控系统，尤其是基于远距离无线AP的海水养殖现场远程测控系统，属于水产养殖设备技术领域。

背景技术

利用临海的鱼塘、浅海滩涂和离岸深水网箱的养殖是海水养殖的几种主要形式。目前我国沿海海水养殖已具有相当的规模，养殖区海水的水质（如水温、溶氧量、PH值、盐度等）和水文等参数，直接影响着鱼和其他海水产品的正常生长；对一些偏远的鱼塘和远离海岸的网箱的养殖现场实现远程测控，既可以对养殖现场堵塞水质环境的参数和养殖设备运行状态进行实时、连续和精确的检测及监视，同时又可以实时的自动调控。

海水养殖现场一般远离海岸，很难在岸上控制室及时获取这些参数，特别在灾害性的气候条件下，对那些有升降装置的网箱能够自动实现远程升降控制具有重要意义。目前此类数据机操作还是人工进行，因此急需一种网箱养殖远程测控系统来解决现有问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于远距离无线AP的海水养殖现场远程测控系统。

本发明要解决的问题是现有网箱养殖无法实现远程测控的不足。

为实现本发明的目的，本发明采用的技术方案是：

基于远距离无线AP的海水养殖现场远程测控系统，包括数据采集模块、水质传感器、嵌入式控制器、电气设备、AP1、AP2、AP3、internet网络、嵌入式web服务器、远程用户，数据采集模块通过数据线与水质传感器相连接，嵌入式控制器通过数据线与电气设备相连接，数据采集模块和嵌入式控制器通过无线与AP1相连接，AP1与AP2为有线连接，AP2安装在海上，AP3安装在陆地上，AP2与AP3通过无线传输，AP3通过internet网络与嵌入式web服务器和远程用户进行数据交换。

水质传感器采用YSI系列；数据采集模块采用优龙YLE2440W开发板；嵌入式web服务器采用Boa，并配有嵌入式数据库SQLite3。

AP1-AP2-AP3的数据传输：采用UBNT的以太网宽带接入原则；AP1采用BLM2模块与全向天线实现海上网箱养殖区无线覆盖，AP1工作于接入点模式；AP2-AP3采用NSM5模块，其中AP2工作于站点模式，AP3工作于接入点模式；AP1-AP2间为有线连接，AP2-AP3为无线网桥，各模块均支持802.11n，传送速率150Mbps。

数据采集模块的程序流程为：先串口初始化为9600bps，8N1；然后执行传感器远程唤醒；传感器被唤醒后发回的数据并非所需数据，读取缓冲区，舍弃并清空；延迟1秒后，继续发送一个确认字符，用来表示远程执行了回车；传感器发回会话信息，继续舍弃，并延迟，此时，传感器的唤醒工作已经完成；接着发送“DATA”向传感器提出读取数据请求，延迟10秒后，读取传感器回送的采集数据，由于前期的数据读取存在不稳定性，延迟10秒后舍弃，并连续进行2次舍弃操作；最后，清空所有收发缓冲区，开始正常的数据请求，即发送“DATA”，然后读取66个字符；每读取1组字符，直接对其进行修正，插入本节点编号，形成71个字符，然后以TCP协议向AP1无线发送。

本发明的优点是：本测控系统能在岸上监控网箱所处的海水参数，并能远程操作各类养殖设备，将大大提高养殖质量，减轻养殖人员的工作量，应具有广泛的市场空间。

附图说明

图1是本发明基于远距离无线AP的海水养殖现场远程测控系统的示意图；

图2本发明数据采集模块的程序流程图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步的说明。

如图所示，基于远距离无线AP的海水养殖现场远程测控系统，包括数据采集模块、水质传感器、嵌入式控制器、电气设备、AP1、AP2、AP3、internet网络、嵌入式web服务器、远程用户，其特征是：数据采集模块通过数据线与水质传感器相连接，嵌入式控制器通过数据线与电气设备相连接，数据采集模块和嵌入式控制器通过无线与AP1相连接，AP1与AP2为有线连接，AP2安装在海上，AP3安装在陆地上，AP2与AP3通过无线传输，AP3通过internet网络与嵌入式web服务器和远程用户进行数据交换。

水质传感器采用YSI系列，该传感器可同时测量15项参数：溶解氧、温度、电导率、比电导度、盐度、氨、铵氮、电阻率、酸碱度、氧化还原电位、深度或水位、浊度或叶绿素或罗丹明、总溶解固体、硝酸盐和氯化物；提供标准的SDI-12接口，还可以采用RS232接口。每个节点设置一个YSI传感器，传感器与节点编号一致，取值范围0～99。

数据采集模块采用优龙YLE2440W开发板，板上串口P1监听传感器数据；USB无线网卡采用COMFAST CF-150NSUSB无线网卡，其使用802.11n无线技术，无线传输速率最高达150Mbps，USB无线网卡将数据发送至AP1；嵌入式web服务器采用Boa，Boa是一个非常小巧的Web服务器，可执行代码只有约60KB，它是一个单任务Web服务器，只能依次完成用户的请求，而不会fork出新的进程来处理并发连接请求，但Boa支持CGI，能够为CGI程序fork出一个进程来执行，Boa的设计目标是速度和安全；嵌入式web服务器配有嵌入式数据库SQLite3。

AP1-AP2-AP3的数据传输：采用UBNT的以太网宽带接入原则，AP1采用BLM2模块与全向天线实现海上网箱养殖区无线覆盖，AP1工作于接入点模式；AP2-AP3采用NSM5模块，其中AP2工作于站点模式，AP3工作于接入点模式；AP1-AP2间为有线连接，AP2-AP3为无线网桥，各模块均支持802.11n，传送速率150Mbps。

数据采集模块的程序流程为：先串口初始化为9600bps，8N1；然后执行传感器远程唤醒；传感器被唤醒后发回的数据并非所需数据，读取缓冲区，舍弃并清空；延迟1秒后，继续发送一个确认字符，用来表示远程执行了回车；传感器发回会话信息，继续舍弃，并延迟，此时，传感器的唤醒工作已经完成；接着发送“DATA”向传感器提出读取数据请求，延迟10秒后，读取传感器回送的采集数据，由于前期的数据读取存在不稳定性，延迟10秒后舍弃，并连续进行2次舍弃操作；最后，清空所有收发缓冲区，开始正常的数据请求，即发送“DATA”，然后读取66个字符。每读取1组字符，直接对其进行修正，插入本节点编号，形成71个字符，然后以TCP协议向AP1无线发送。

本发明的工作方法：海上网箱养殖区布置若干水质传感器；传感器数据通过嵌入式无线数据采集点以TCP协议无线发送到AP1，并通过AP1-AP2-AP3链路进入陆地Internet网络，最终将数据写入嵌入式WEB服务器数据库；远程用户可以通过HTTP协议访问嵌入式WEB服务器，服务器将查询数据库的结果以网页的形式展现给用户；通过网络，可以实现海上网箱养殖水质参数的实时测控，远程用户还可以对海上网箱养殖区控制点电气设备实现实时在线远程开关控制以及参数设置。

Claims

1.基于远距离无线AP的海水养殖现场远程测控系统，包括数据采集模块、水质传感器、嵌入式控制器、电气设备、AP1、AP2、AP3、internet网络、嵌入式web服务器、远程用户，其特征是：数据采集模块通过数据线与水质传感器相连接，嵌入式控制器通过数据线与电气设备相连接，数据采集模块和嵌入式控制器通过无线与AP1相连接，AP1与AP2为有线连接，AP2安装在海上，AP3安装在陆地上，AP2与AP3通过无线传输，AP3通过internet网络与嵌入式web服务器和远程用户进行数据交换。

2.根据权利要求1所述的基于远距离无线AP的海水养殖现场远程测控系统，其特征是：所述水质传感器采用YSI 系列。

3.根据权利要求1所述的基于远距离无线AP的海水养殖现场远程测控系统，其特征是：所述数据采集模块采用优龙YLE2440W开发板。

4.根据权利要求1所述的基于远距离无线AP的海水养殖现场远程测控系统，其特征是：所述AP1-AP2-AP3的数据传输采用UBNT的以太网宽带接入原则。

5.根据权利要求1或4所述的基于远距离无线AP的海水养殖现场远程测控系统，其特征是：所述AP1采用BLM2模块与全向天线实现海上网箱养殖区无线覆盖，AP1工作于接入点模式；AP2-AP3采用NSM5模块，其中AP2工作于站点模式，AP3工作于接入点模式；AP1-AP2间为有线连接，AP2-AP3为无线网桥，各模块均支持802.11n，传送速率150Mbps。

6.根据权利要求1或4所述的基于远距离无线AP的海水养殖现场远程测控系统，其特征是：所述嵌入式web服务器采用Boa，并配有嵌入式数据库SQLite3。

7.根据权利要求1或3所述的基于远距离无线AP的海水养殖现场远程测控系统，其特征是：所述数据采集模块的程序流程为：先串口初始化为9600bps，8N1；然后执行传感器远程唤醒；传感器被唤醒后发回的数据并非所需数据，读取缓冲区，舍弃并清空；延迟1秒后，继续发送一个确认字符，用来表示远程执行了回车；传感器发回会话信息，继续舍弃，并延迟，此时，传感器的唤醒工作已经完成；接着发送“DATA”向传感器提出读取数据请求，延迟10秒后，读取传感器回送的采集数据，由于前期的数据读取存在不稳定性，延迟10秒后舍弃，并连续进行2次舍弃操作；最后，清空所有收发缓冲区，开始正常的数据请求，即发送“DATA”，然后读取66个字符；每读取1组字符，直接对其进行修正，插入本节点编号，形成71个字符，然后以TCP协议向AP1无线发送。