CN103778757A - 基于ZigBee和GPRS的水产养殖防盗报警系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于ZigBee和GPRS的水产养殖防盗报警系统，该系统包括防盗终端、通信网络和监控中心三部分，所述防盗终端通过通信网络与监控中心连接。防盗终端包括定点防盗终端和移动防盗终端，所述定点防盗终端固定地安装在鱼塘岸边，所述移动防盗终端安装在移动巡逻船上；通信网络由ZigBee网络和GPRS无线网络构成；监控中心的监控方式由现场监控、远程监控和智能手机客户端监控中的一种或多种构成。本发明防盗终端遇到警情发出声光报警，威慑贼匪，并通过无线网络将警情和位置信息传送至监测中心，告知管理人员。本发明具有技术先进、性能可靠，成本低等优点，可广泛应用。
Description
技术领域
本发明涉及电子信息和现代农业工程的交叉领域，具体是一种基于物联网技术用于解决水产养殖防盗报警问题，实现水产养殖安全、智能信息化管理。
背景技术
为了确保水产养殖产量稳定，防盗是水产养殖日常管理中的一项重要工作。养殖户一般采用传统的鱼塘四周围网或竹竿围栅阻拦外人进入和养狗看护等防盗措施，起到了一定的防盗效果。但到了夜里，养殖户已入眠，此时正是盗贼作案的主要时段，他们往往采取投毒药狗和破坏防盗设施等手段，给养殖户造成重大损失。现有的水产养殖防盗报警产品，多采用四周布线方式，应用断线报警原理，达到防盗目的，但布线工作量大且容易暴露，断线成本迅速提高。因此，防盗报警系统实用性、智能性、成本是养殖户密切关注的问题。当今世界科学技术飞速发展，报警系统已从当初的简单化、局部化向网络化、集成化、智能化的方面发展。
发明内容
本发明的目的在于：设计一种基于ZigBee和GPRS的水产养殖定点/移动防盗报警系统，该系统能够实现鱼塘内布置定点和移动防盗报警终端组成ZigBee网络，遇到警情，发出声光报警，再通过GPRS方式将报警信息传送给监控中心。
本发明的技术解决方案是：
基于ZigBee和GPRS的水产养殖防盗报警系统，该系统包括防盗终端、通信网络和监控中心三部分，所述防盗终端通过通信网络与监控中心连接。
进一步，所述防盗终端包括定点防盗终端和移动防盗终端，所述定点防盗终端固定地安装在鱼塘岸边，所述移动防盗终端安装在移动巡逻船上；
所述定点防盗终端包括主控单元、红外探测器、声光报警器模块、网络状态指示模块、时钟模块、定位模块、天线和太阳能供电模块，所述红外探测器、时钟模块、定位模块和天线分别通过A/D转换模块、SPI串口、USRT串口和RF射频通信模块和主控单元相连，所述声光报警器模块和网络状态指示模块通过I/O接口与主控单元相连，所述太阳能供电模块用于给整个防盗终端提供电源。
进一步，所述的通信网络由ZigBee网络和GPRS无线网络构成，所述ZigBee网络中节点分为终端节点、网关节点和协调器节点3种类型，所述防盗终端为终端节点，若干个终端节点组成一个簇，一个簇中选出一个节点作为网关节点，终端节点定时采集数据，数据经路由网关传送至协调器节点，协调器节点负责整个ZigBee网络，且接收所有传送来的数据，再经GPRS无线网络将数据传送至远程监控中心。
进一步，所述监控中心的监控方式由现场监控、远程监控和智能手机客户端监控中的一种或多种构成。
进一步，所述的红外探测器采用具有微波多普勒效应、光谱分析和光量子探测技术的微处理器。
进一步，所述移动巡逻船采用太阳能光伏板供电，可根据预设轨迹运动或接受远程遥控，遍历鱼塘内各期望的巡逻点。
进一步，所述定点防盗终端固定地等距离安装在鱼塘岸边。
进一步，所述移动防盗终端除包括定点防盗终端的所有模块外，还增设导航模块和避障模块。
本发明的优点是：
1、系统无需布线，结构简单，成本低廉，数据传输可靠。
2、防盗报警终端采用定点和移动两种方式，双重监测警情。
3、防盗报警终端不会被偷盗者轻易破坏，因防盗报警终端采用红外探测技术，偷盗者靠近时已发生报警。
4、自动识别养殖户手机技术，通过手机异地远程传输，成本低，可用短信设置、接收、查询、删除报警信息。
附图说明
图1为本发明基于ZigBee和GPRS的水产养殖防盗报警系统的总体架构图；
图2为本发明中的防盗终端结构图；
图3为本发明中的通信网络结构图；
图4为智能手机接收报警界面图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
从图1中可以看出，本发明基于ZigBee和GPRS的水产养殖防盗报警系统包括防盗终端、通信网络和监控中心三部分，防盗终端包括定点防盗终端和移动防盗终端，定点防盗终端固定的等距离安装在鱼塘岸边，移动防盗终端安装在移动巡逻船上。巡逻船采用太阳能光伏板供电，可根据预设轨迹运动或接受远程遥控，遍历鱼塘内各期望的巡逻点。
定点防盗终端的结构图如图2所示，包括主控单元、红外探测器、声光报警器模块、网络状态指示模块、时钟模块、定位模块、天线和太阳能供电模块。红外探测器、时钟模块、定位模块和天线分别通过A/D转换模块、SPI串口、USRT串口和RF射频通信模块和主控单元相连，声光报警器模块和网络状态指示模块通过I/O接口与主控单元相连，太阳能供电模块用于给整个防盗终端提供电源。移动防盗终端除包括定点防盗终端的所有模块外，还增设导航模块和避障模块。红外探测器采用具有微波多普勒效应、光谱分析和光量子探测技术的微处理器，通过对人体发出的远红外光谱，及人体走动产生多普勒频移进行智能分析、量化计算，准确地对人体移动做出报警，采用“微波+红外+微处理器”的综合探测分析技术，区分人与动物产生的信号，使探测器更加稳定、能更有效防止误报。
通信网络的结构如图3所示，因为养殖水域面积大，环境复杂，需要监控采集的网点较多，系统采用整体树型，局部星型的树簇状拓扑结构，它是一个两层的分簇无线ZigBee网络。网络中节点分为终端节点、网关节点和协调器节点3种类型。一个鱼塘中，防盗终端为终端节点，若干个终端节点组成一个簇，一个簇中选出一个节点作为网关节点。终端节点定时采集数据，数据经路由网关节点（一跳和多跳）传送至协调器节点，协调器节点再经GPRS传送至远程监控中心。现场和远程监控软件可接收、查询、删除实时监测信息。
监控中心的监控方式由现场监控、远程监控和智能手机客户端监控中的一种或多种构成。现场监控服务器对各类信息进行处理与转化，且设有语音提示和联动警笛。现场监控服务器软件采用双向通信方式将警情发送至养殖户智能手机，用户获知警情发生位置，积极处理，最终实现防盗报警。
图4为智能手机客户端实时监控鱼塘状态的界面。该界面中设有鱼塘节点分布全局图、刷新、巡查鱼塘、设置、存数据、查历史和关闭功能。当手机通过客户端完成相应设置，即接收远程监控服务器软件发出的报警信息。可根据报警信息获知报警时间和位置，并提供手动接防位置，向远程监控服务器发出接防指令，远程监控服务器再与终端节点通信，终端节点接收指令后自动关闭声光报警器。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.基于ZigBee和GPRS的水产养殖防盗报警系统，其特征在于，该系统包括防盗终端、通信网络和监控中心三部分，所述防盗终端通过通信网络与监控中心连接。
2.根据权利要求1所述的基于ZigBee和GPRS的水产养殖防盗报警系统，其特征在于，所述防盗终端包括定点防盗终端和移动防盗终端，所述定点防盗终端固定地安装在鱼塘岸边，所述移动防盗终端安装在移动巡逻船上；
所述定点防盗终端包括主控单元、红外探测器、声光报警器模块、网络状态指示模块、时钟模块、定位模块、天线和太阳能供电模块，所述红外探测器、时钟模块、定位模块和天线分别通过A/D转换模块、SPI串口、USRT串口和RF射频通信模块和主控单元相连，所述声光报警器模块和网络状态指示模块通过I/O接口与主控单元相连，所述太阳能供电模块用于给整个防盗终端提供电源。
3.根据权利要求1所述的基于ZigBee和GPRS的水产养殖防盗报警系统，其特征在于，所述的通信网络由ZigBee网络和GPRS无线网络构成，所述ZigBee网络中节点分为终端节点、网关节点和协调器节点3种类型，所述防盗终端为终端节点，若干个终端节点组成一个簇，一个簇中选出一个节点作为网关节点，终端节点定时采集数据，数据经路由网关传送至协调器节点，协调器节点负责整个ZigBee网络，且接收所有传送来的数据，再经GPRS无线网络将数据传送至远程监控中心。
4.根据权利要求1所述的基于ZigBee和GPRS的水产养殖防盗报警系统，其特征在于，所述监控中心的监控方式由现场监控、远程监控和智能手机客户端监控中的一种或多种构成。
5.根据权利要求2所述的基于ZigBee和GPRS的水产养殖防盗报警系统，其特征在于，所述的红外探测器采用具有微波多普勒效应、光谱分析和光量子探测技术的微处理器。
6.根据权利要求2所述的基于ZigBee和GPRS的水产养殖防盗报警系统，其特征在于，所述移动巡逻船采用太阳能光伏板供电，可根据预设轨迹运动或接受远程遥控，遍历鱼塘内各期望的巡逻点。
7.根据权利要求2所述的基于ZigBee和GPRS的水产养殖防盗报警系统，其特征在于，所述定点防盗终端固定地等距离安装在鱼塘岸边。
8.根据权利要求2所述的基于ZigBee和GPRS的水产养殖防盗报警系统，其特征在于，所述移动防盗终端除包括定点防盗终端的所有模块外，还增设导航模块和避障模块。
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