CN107367299B - 一种水产品养殖水质智能监测系统 - Google Patents

一种水产品养殖水质智能监测系统 Download PDF

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    • G08C17/02—Arrangements for transmitting signals characterised by the use of a wireless electrical link using a radio link

Abstract

本发明提供了一种水产品养殖水质智能监测系统，包括水产品养殖监测平台、水质监测模块和用户终端；所述的水质监测模块、用户终端与水产品养殖监测平台通信连接；所述的水质监测模块用于基于无线传感器网络对水产品养殖场的水质进行监测，采集水产品养殖场的水质参数并发送至水产品养殖监测平台；所述的水产品养殖监测平台用于对水质参数进行分析处理，并在水质异常时向用户终端发送报警信号。本发明能够实时监测到水质参数，实现水产养殖的科学养殖与管理，从而优化养殖工艺，提高水产品的成活率，增加养殖效益。

Description

一种水产品养殖水质智能监测系统
技术领域
本发明涉及水处理技术领域，具体涉及一种水产品养殖水质智能监测系统。
背景技术
在水产养殖的过程中，水产的排泄物以及剩余的饲料会在养殖池内不断累积造成养殖池水体富营养化，严重影响水产的健康以及降低水产的产量。现有常规的水质监测手段无法实现迅速、准确、实时的水质监测，从而影响水产品养殖的科学管理工作。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种水产品养殖水质智能监测系统。
本发明的目的采用以下技术方案来实现：
提供了一种水产品养殖水质智能监测系统，包括水产品养殖监测平台、水质监测模块和用户终端；所述的水质监测模块、用户终端与水产品养殖监测平台通信连接；所述的水质监测模块用于基于无线传感器网络对水产品养殖场的水质进行监测，采集水产品养殖场的水质参数并发送至水产品养殖监测平台；所述的水产品养殖监测平台用于对水质参数进行分析处理，并在水质异常时向用户终端发送报警信号。
优选地，所述水产品养殖监测平台包括依次连接的水质参数存储模块、水质参数分析模块、报警模块，还包括水质参数显示模块，水质参数显示模块与水质参数存储模块、水质参数分析模块连接。
本发明的有益效果为：能够实时监测到水质参数，实现水产养殖的科学养殖与管理，从而优化养殖工艺，提高水产品的成活率，增加养殖效益。
附图说明
利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
图1本发明的结构框图；
图2是本发明水产品养殖监测平台的连接框图。
附图标记：
水产品养殖监测平台1、水质监测模块2、用户终端3、水质参数存储模块10、水质参数分析模块20、报警模块30、水质参数显示模块40。
具体实施方式
结合以下实施例对本发明作进一步描述。
参见图1、图2，本实施例提供的一种水产品养殖水质智能监测系统，包括水产品养殖监测平台1、水质监测模块2和用户终端3；所述的水质监测模块2、用户终端3与水产品养殖监测平台1通信连接；所述的水质监测模块2用于基于无线传感器网络对水产品养殖场的水质进行监测，采集水产品养殖场的水质参数并发送至水产品养殖监测平台1；所述的水产品养殖监测平台1用于对水质参数进行分析处理，并在水质异常时向用户终端3发送报警信号。
其中，用户终端3可以通过实时访问水产品养殖监测平台1查询水产品养殖场的水质参数和异常状况。
优选地，所述的水产品养殖监测平台1在水质参数不满足设定的阈值时判定水质为异常。所述的水质参数数据包括温度、PH值和溶解氧。
优选地，所述水产品养殖监测平台1包括依次连接的水质参数存储模块10、水质参数分析模块20、报警模块30，还包括水质参数显示模块40，水质参数显示模块40与水质参数存储模块10、水质参数分析模块20连接。
本发明上述实施例能够实时监测到水质参数，实现水产养殖的科学养殖与管理，从而优化养殖工艺，提高水产品的成活率，增加养殖效益。
优选地，所述的水质监测模块2包括基站、汇聚节点和水质监测节点，每个水质监测节点通过直接发送或者通过中继转发节点来辅助发送自身采集的水质参数至汇聚节点，进而发送至基站，基站收集汇聚节点的水质参数后发送至水产品养殖监测平台1。
优选地，每个水质监测节点通过直接发送或者通过中继转发节点来辅助发送自身的水质参数至汇聚节点，具体包括：
(1)水质监测节点向汇聚节点发送一个水质参数数据包，若汇聚节点成功解码该水质参数数据包，则向水质监测节点发送“成功接收”的反馈消息，水质监测节点将通过直接发送水质参数的形式将之后的水质参数数据包发送至汇聚节点；
(2)若汇聚节点未成功解码该水质参数数据包，则向水质监测节点发送“未成功接收”的反馈消息，水质监测节点确定发送水质参数至汇聚节点的所有路径，并将路径上的满足下列公式的水质监测节点作为自己的优选中继转发节点，并归入优选中继转发节点集，进而水质监测节点从优选中继转发节点集中选择其中一个中继转发节点来辅助发送自身的水质参数至汇聚节点：
Figure BDA0001355083430000021
式中，Xb,o为路径上的第b个水质监测节点与对应汇聚节点之间的信道增益，Eb、
Figure BDA0001355083430000031
分别为路径上的第b个水质监测节点的当前能量、初始能量，Xa,b表示水质监测节点与其路径上的第b个水质监测节点之间的信道增益，XT1、XT2为设定的信道增益阈值。
相对于现有技术直接选择中继转发节点发送水质参数至汇聚节点的形式，本优选实施例只在直接传输失败时才选择中继转发节点传输，能够节省通信时间，提高水质参数传输的效率；相对于现有技术直接选择与汇聚节点之间信道增益最大的水质监测节点作为最佳中继节点的方式，本优选实施例按照上述方式确定优选中继转发节点集，方法简单便捷，且使得中继转发节点的备选节点不再局限于单个水质监测节点，能够在选择的中继转发节点失效时从优选中继转发节点集中进行重新选择，保障水质参数可靠传输的同时提高了中继转发节点的选择自由度。
优选地，所述的水质监测节点从优选中继转发节点集中选择其中一个中继转发节点来辅助发送自身的水质参数至汇聚节点，具体包括：
(1)水质监测节点向优选中继转发节点集中的每个中继转发节点分配一个随机数，随机数的范围为[0,1]；
(2)水质监测节点按照下列公式计算中继转发节点的优选值，并从中选择优选值最大的中继转发节点来辅助发送自身的水质参数至汇聚节点：
Figure BDA0001355083430000032
式中，YC表示优选中继转发节点集中第C个中继转发节点的优选值，ξC表示水质监测节点分配给优选中继转发节点集中第C个中继转发节点的随机数，λC表示所述第C个中继转发节点承担辅助发送水质参数任务的次数，η为水质监测节点到目前为止选择中继转发节点的次数，σ为设定的比例阈值，F(·)为取值函数，当
Figure BDA0001355083430000033
时，
Figure BDA0001355083430000034
当
Figure BDA0001355083430000035
时，
Figure BDA0001355083430000036
N为优选中继转发节点集包含的中继转发节点数目，EX、
Figure BDA0001355083430000037
分别为第C个中继转发节点的当前能量、初始能量，％(·)为比较函数，当
Figure BDA0001355083430000038
时，
Figure BDA0001355083430000039
当
Figure BDA00013550834300000310
时，
Figure BDA00013550834300000311
本优选实施例进一步设定的最佳中继转发节点的选取机制，该选取机制使得能量高、承担辅助发送水质参数任务的次数少的中继转发节点优先成为最佳中继转发节点，能够平衡中继转发节点之间的能耗，最终延长水质监测模块2中整个无线传感器网络的寿命。
优选地，中继转发节点向汇聚节点转发水质参数时，调整自身的发射功率为：
Figure BDA0001355083430000041
式中，Pa为中继转发节点；转发水质参数时的发射功率，
Figure BDA0001355083430000042
为中继转发节点；的平均信噪比，Xa,o表示中继转发节点；与其对应的汇聚节点之间的信道增益，其中中继转发节点；的信道服从准静态Rayleigh衰落模型，Va表示中继转发节点向汇聚节点转发水质参数的传输速率，
Figure BDA0001355083430000043
为中继转发节点；的最大发射功率。
本优选实施例按照上述公式计算得到的功率作为中继转发节点向汇聚节点转发水质参数时的发射功率，相对以最大发射功率发送水质参数，能够在保证水质参数可靠传输的前提下尽量节省水质参数发送的能量，从而降低水质监测模块2中无线传感器网络的数据收集能量成本。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (4)

1.一种水产品养殖水质智能监测系统，其特征是，包括水产品养殖监测平台、水质监测模块和用户终端；所述的水质监测模块、用户终端与水产品养殖监测平台通信连接；所述的水质监测模块用于基于无线传感器网络对水产品养殖场的水质进行监测，采集水产品养殖场的水质参数并发送至水产品养殖监测平台；所述的水产品养殖监测平台用于对水质参数进行分析处理，并在水质异常时向用户终端发送报警信号；所述的水质监测模块包括基站、汇聚节点和水质监测节点，每个水质监测节点通过直接发送或者通过中继转发节点来辅助发送自身采集的水质参数至汇聚节点，进而发送至基站，基站收集汇聚节点的水质参数后发送至水产品养殖监测平台；中继转发节点向汇聚节点转发水质参数时，调整自身的发射功率为：
Figure FDA0002118047230000011
式中，Pa为中继转发节点a转发水质参数时的发射功率，
Figure FDA0002118047230000012
为中继转发节点a的平均信噪比，Xa,o表示中继转发节点a与其对应的汇聚节点之间的信道增益，其中中继转发节点a的信道服从准静态Rayleigh衰落模型，Va表示中继转发节点向汇聚节点转发水质参数的传输速率，
Figure FDA0002118047230000013
为中继转发节点a的最大发射功率；
每个水质监测节点通过直接发送或者通过中继转发节点来辅助发送自身的水质参数至汇聚节点，具体包括：
(1)水质监测节点向汇聚节点发送一个水质参数数据包，若汇聚节点成功解码该水质参数数据包，则向水质监测节点发送“成功接收”的反馈消息，水质监测节点将通过直接发送水质参数的形式将之后的水质参数数据包发送至汇聚节点；
(2)若汇聚节点未成功解码该水质参数数据包，则向水质监测节点发送“未成功接收”的反馈消息，水质监测节点确定发送水质参数至汇聚节点的所有路径，并将路径上的满足下列公式的水质监测节点作为自己的优选中继转发节点，并归入优选中继转发节点集，进而水质监测节点从优选中继转发节点集中选择其中一个中继转发节点来辅助发送自身的水质参数至汇聚节点：
Figure FDA0002118047230000014
式中，Xb,o为路径上的第b个水质监测节点与对应汇聚节点之间的信道增益，Eb、
Figure FDA0002118047230000015
分别为路径上的第b个水质监测节点的当前能量、初始能量，Xa,b表示水质监测节点与其路径上的第b个水质监测节点之间的信道增益，XT1、XT2为设定的信道增益阈值。
2.根据权利要求1所述的一种水产品养殖水质智能监测系统，其特征是，所述的水产品养殖监测平台在水质参数不满足设定的阈值时判定水质为异常。
3.根据权利要求2所述的一种水产品养殖水质智能监测系统，其特征是，所述水产品养殖监测平台包括依次连接的水质参数存储模块、水质参数分析模块、报警模块，还包括水质参数显示模块，水质参数显示模块与水质参数存储模块、水质参数分析模块连接。
4.根据权利要求1所述的一种水产品养殖水质智能监测系统，其特征是，所述的水质监测节点从优选中继转发节点集中选择其中一个中继转发节点来辅助发送自身的水质参数至汇聚节点，具体包括：
(1)水质监测节点向优选中继转发节点集中的每个中继转发节点分配一个随机数，随机数的范围为[0,1]；
(2)水质监测节点按照下列公式计算中继转发节点的优选值，并从中选择优选值最大的中继转发节点来辅助发送自身的水质参数至汇聚节点：
Figure FDA0002118047230000021
式中，YC表示优选中继转发节点集中第C个中继转发节点的优选值，ξC表示水质监测节点分配给优选中继转发节点集中第C个中继转发节点的随机数，λC表示所述第C个中继转发节点承担辅助发送水质参数任务的次数，η为水质监测节点到目前为止选择中继转发节点的次数，σ为设定的比例阈值，F(·)为取值函数，当
Figure FDA0002118047230000022
时，
Figure FDA0002118047230000023
当
Figure FDA0002118047230000024
时，
Figure FDA0002118047230000025
N为优选中继转发节点集包含的中继转发节点数目，EC、
Figure FDA0002118047230000026
分别为第C个中继转发节点的当前能量、初始能量，w(·)为比较函数，当
Figure FDA0002118047230000027
时，
Figure FDA0002118047230000028
当
Figure FDA0002118047230000029
时，
Figure FDA00021180472300000210
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107272540A (zh) * 2017-07-29 2017-10-20 深圳市益鑫智能科技有限公司 一种用于水产品养殖的水质智能监测系统
CN108020644B (zh) * 2018-01-02 2020-02-07 浙江海味鲜食品开发有限公司 水产品养殖水质监测系统
CN108401236A (zh) * 2018-02-10 2018-08-14 深圳汇创联合自动化控制有限公司 淡水鱼养殖环境智能监控系统
CN108769276A (zh) * 2018-09-05 2018-11-06 佛山铮荣科技有限公司 淡水鱼养殖环境管理系统
CN109588360A (zh) * 2018-12-29 2019-04-09 华赢管道监测技术服务(湖北)有限公司 一种一体化水塘水体水质监控保洁及优质养殖系统
CN114894988A (zh) * 2022-04-13 2022-08-12 上海电气自动化设计研究所有限公司 一种二次供水监测系统、数据传输协议以及数据终端

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102944656A (zh) * 2012-10-23 2013-02-27 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 一种在线水质监测系统
CN103792330A (zh) * 2014-01-25 2014-05-14 安徽理工大学 无线传感水质监测预警系统
CN104394571A (zh) * 2014-12-10 2015-03-04 河海大学常州校区 一种用于内河水质监测无线传感网络的拓扑控制方法
CN204882533U (zh) * 2015-08-13 2015-12-16 嘉鱼县三湖渔业有限责任公司 一种水资源监测装置
CN105592518A (zh) * 2015-12-17 2016-05-18 镇江市高等专科学校 水产养殖场水质监控系统及方法
CN105974079A (zh) * 2016-06-14 2016-09-28 孙健春 一种水质在线监测方法及系统

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102944656A (zh) * 2012-10-23 2013-02-27 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 一种在线水质监测系统
CN103792330A (zh) * 2014-01-25 2014-05-14 安徽理工大学 无线传感水质监测预警系统
CN104394571A (zh) * 2014-12-10 2015-03-04 河海大学常州校区 一种用于内河水质监测无线传感网络的拓扑控制方法
CN204882533U (zh) * 2015-08-13 2015-12-16 嘉鱼县三湖渔业有限责任公司 一种水资源监测装置
CN105592518A (zh) * 2015-12-17 2016-05-18 镇江市高等专科学校 水产养殖场水质监控系统及方法
CN105974079A (zh) * 2016-06-14 2016-09-28 孙健春 一种水质在线监测方法及系统

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