CN1026833C

CN1026833C - 水产养殖多功能测控无线网络系统

Info

Publication number: CN1026833C
Application number: CN 93102085
Authority: CN
Inventors: 黄玉霖
Original assignee: Xiamen University
Current assignee: Xiamen University
Priority date: 1993-02-20
Filing date: 1993-02-20
Publication date: 1994-11-30
Anticipated expiration: 2013-02-20
Also published as: CN1081779A

Abstract

本发明提供多功能测控水产养殖环境条件的无线网络系统，包括主机和终端。主机包括微机与输入输出设备、调制调解器和收发讯机；终端包括浮箱、拉杆、联结体、平衡重物、传感器和保护外罩、电子线路等，其中电子线路包括多路模拟开关、放大器、A/D、单片机、固态继电器、显示器、调制解调器和收发讯机。主机负责遥测终端的参数，处理和修改参数，终端负责采集参数和控制现场设备，进行远距离、多功能、多终端、智能化的监测和控制。

Description

本发明涉及一种水产养殖的测控设备。

水产养殖的关键是监测与控制其养殖环境条件，例如水温、水深、盐度、溶解氧、PH值、透明度等等因素的变化。

本发明的目的在于提供一种多功能的测控水产养殖环境条件的无线网络系统。

本发明包括主机与终端装置。主机包括微型计算机和输入输出设备、接口、调制解调器和收发讯机等。微机的输入、输出设备通过接口与微机连接，微机通过通讯接口与调制解调器连接，调制解调器与收发讯机连接。

终端装置包括密封浮箱、拉杆、联结体、平衡重物、传感器保护外罩、传感器、电子线路与传输电缆。密封浮箱的箱体放置终端装置的电子线路，其底座中心固定盐度比重传感器，且底座上设有贯通的电缆孔，密封浮箱的外壳上部设有固定拉杆一端的固定物，密封浮箱使终端装置具有稳定而平衡的浮力。拉杆为多节可伸缩结构（类似于拉杆天线）。联结体的上部为一圆盘体，圆盘体中心下方有一连接管，连接管的下方设一罩体;圆盘体的底部用于安装传感器，圆盘体的外周设有固定拉杆另一端的固定物，连接管中可放置盐度比重传感器，罩体里放置平衡重物。传感器保护外罩的上开口与联结体的圆盘体套合。多节可伸缩拉杆可保证当拉伸拉杆时，密封浮箱与联结体拉开一定的距离，以便调整监测某一水深的参数。联结体的圆盘体也是安装传感器的底座，也是传感器电缆与密封浮箱内电子线路电缆连接的过渡体。所说的电子线路包括多路模拟开关、放大器、A/D转换器、单片微型机、固态继电器、显示器、调制解调器和收发讯机等部分。传感器的输出经多路模拟开关送放大器，放大器的输出接A/D转换器，A/D转换器的输出与单片微型机连接，单片微型机的输出端分别与显示器、固态继电器和调制解调器的调制信号输入端连接，单片微型机还与调制解调器的解调信号输出端连接，调制解调器再与收发讯机连接。

主机负责遥测终端的数据，例如水的溶解氧、深度、盐度、温度、透明度……，并将取得的这些数据进行分析、处理、显示和打印，若有超出基准线，则发出声音报警，并及时发出控制命令进行处理和修改给定的参数。

终端负责采集（定时或实时）水中的有关数据，并与主机送来的参数进行比较，及时输出数据进行控制，若发现超出给定参数的范围，便发出声、光报警信号。每次测得的数据都将送往主机。

主机终端的联系是通过双方的收发讯机进行无线通讯来达到。主机输出的命令和遥测得到的数据是由通讯接口芯片来完成的。例如8251可编程通讯接口既是一种通用导步收发器（VART），也是一种通用同步收发器（VSRT），它可根据方式指令码的设定传送5-8位数据。时钟速率为通讯波特率的1、16、64倍，可由编程确定。它带有1、1.5、2个停止位，可由编程任选。在非同步方式工作时，波特率为0-9.6K波特。

通讯接口把微机送来的并行信号变成串行信号由发讯口送出，可经光电耦合器传到调制解调器芯片，调制解调器把串行的脉冲信号变成已调制的模拟信号送到收发讯机的输入端，经处理后由天线送出。

终端的收发讯机在没有收到主机的命令时是处于接收状态;当收到主机发来的信号后，首先核对是不是发给该终端的信号，若是，便将命令送往有关部分，然后将采集的数据发送出去。

主机在发送命令后，便转向接收状态，等待接收终端发来的采集数据。收发讯机收到数据是先送到调制解调器，经解调器把模拟信号变成脉冲信号经光电耦合器送到通讯接口芯片，经移位变成并行数据送往主机。

终端的数据采集是由单片微型机的主控器发出命令，选择多路模拟开关的输入通道和启动A/D转换器。现场信号经选通的通道进入放大器再送至A/D转换器的输入端，经A/D转换将现场的模拟信号变换成数字量送往单片微型机主控器处理，一方面送往RAM存贮器存贮起来以便送往主机; 另一方面又把这一数据送到显示控制器进行显示，以便现场工作人员观看。采样可定时、顺序进行。采样来的数据不仅要存贮、显示，还要进行比较处理，由接口输出到固态继电器，控制相应的现场设备。

系统所有的程序均采用模块式结构，这为程序的调试和修改带来很大方便。

主机系统用FORBASIC语言和IBM286汇编语言写成，终端系统用MCS-51汇编语言写成，放在EPROM内。

本发明给出能远距离、多功能、多终端监测和控制水产养殖环境因素变化的无线网络系统，便于水产养殖的科学管理，有利于稳产，高产，减少劳动强度，大大提高智能测控能力。

图1为主机框图。

图2为主机电路原理图。

图3为终端装置结构图。

图4为终端装置电子线路框图。

图5为终端装置电子线路原理图。

图6为主机系统程序流程。

图7为终端主程序流程。

图8为终端的中断服务程序流程。

实施例：如图1所示，主机包括微型机（1）、输入设备键盘（2）、输出设备CRT显示器（3）和打印机（4）、接口（5）、调制解调器（6）、调频（FM）收发讯机（7）等。如图2所示，键盘（2）与微型计算机（1）连接，微机输出并行信号到通讯接口变成串行信号，从TXD输出经过光电耦合器T₂，从调制解调器MC14412的第11脚输入，经调制变成模拟信号后从第9脚输出送往FM收发讯机（7）。这是发送信号的情况，而接收时的路径是，FM收发讯机（7）收到终端送来的数据以后输出的模拟信号经射随器LM393送至调制调解器，输出的脉冲信号经光电耦合器T¹从RXD输入通讯接口芯片变成并行信号后通过D₀～7并且送往微机，再由CRT显示器（3）和打印机（4）输出。K₁为收发控制开关，其发送和接收的波特率，传送的信号位数通过对串卡初始化编程确定的。

如图3所示，终端装置包括圆筒状的密封浮箱（8）、拉杆（9）、联结体（10）、平衡重物（11）、传感器保护外罩（12）、传感器（13）、电子线路与传输电缆等，密封浮箱的箱体内放置终端装置的电子线路，其底座中心固定盐度比重传感器（131），另设有贯通的电缆孔（81），箱体上有箱盖（82），在箱体的外壳上部设有3处固定拉杆上端的突孔（83）。联结体的上部为一圆盘体（101），圆盘体与密封浮箱的底座套合，圆盘体中心下方有一连接管（102），连接管的下方设一罩体（103），罩体内放置平衡重物（11），圆盘体的外周也设有3处与突孔（83）对应的固定拉杆下端的突孔（104）。传感器保护外罩的上开口（121）与联结体的圆盘体（101）套合。

收讯机天线可固定在箱盖上。

如图4所示，电子线路包括多路模拟开关（14）、放大器（15）、A/D转换器（16）、单片微型机（17）、LED显示器（18）、固态继电器组（19）、调制解调器（20）和FM收发讯机（21）等。如图5所示，终端的数据采集是由主控器8031发出命令，经接口8255的PB口选择多路模拟开关4051的输入通道，由PB口的PB3启动A/D芯片7135，现场信号（传感器8路）经选通的通道送往放大器LF351，放大后的信号经A/D转换成数字量后由接口8255送往单片微型机，主控器8031的输出信号由TXD经光电耦合器T₅送往调制解调器MC14412，并由第9脚输出模拟信号至FM收发讯机（21），显然，终端的收发讯机收到主机发来的指令信号后，由射随放大器LM393送至调制解调器MC14412变换成脉冲信号输出，再经光电耦合器T₄由RXD输入单片微型机，通过显示控制器8279和显示驱动器，图中集成块373、2764、6116分别为地址锁存器、EPRAM存贮器和随机存储器，集成块555、1403、7660分别为A/D转换器提供时钟、标准电压（与集信号比较用）和负电压。〔19-1～19-n〕为固体继电器，以控制现场的设备例如马达。K₂为收发控制机关，K₃为功能控制开关。

图6至图8给出相应的程序流程。

Claims

1、一种水产养殖的测控系统，包括主机和终端装置，其特征在于

(1)、主机包括微型计算机与输入、输出设备、接口、调制解调器和收发讯机，微机的输入、输出设备通过接口与微机连接，调制解调器与收发讯机连接；

(2)、终端装置包括密封浮箱、拉杆、联结体、平衡重物、传感器保护外罩、传感器、电子线路与传输电缆，密封浮箱的箱体内放置终端装置的电子线路，其底座的中心固定盐度比重传感器，且底座上设有贯通的电缆孔，密封浮箱的外壳上部设有固定拉杆一端的固定物；采用多节可伸缩拉杆；联结体的上部为一圆盘体，圆盘体中心下方有一连接管，连接管的下方设一罩体，圆盘体的底部安装传感器，圆盘体的外周设有固定拉杆另一端的固定物，罩体里放置平衡重物；传感器保护外罩的上开口与联结体的圆盘体套合；所说的电子线路包括多路模拟开关、放大器、A/D转换器、单片微型机、固态继电器、显示器、调制解调器和收发讯机，传感器的输出经多路模拟开关送放大器，放大器的输出经A/D转换器，单片微型机后分别与固态继电器，显示器和调制解调器的调制信号输入端连接，单片微型机还与调制解调器的解调信号输出端连接，调制解调器再与收发讯机连接。

2、如权利要求1所述的测控系统，其特征在于所说的收发讯机用调频收发讯机。

3、如权利要求1所述的测控系统，其特征在于调制解调器的解调输入端带射随器，解调输出端与调制输入端带光电耦合器。