CN108227536A - 一种水产养殖环境监控系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种水产养殖环境监控系统。所述的水产养殖环境监控测装置，包括传感器模块、信号处理模块、无线信号发送模块、无线信号接收模块和显示模块，所述信号处理模块包括信号放大电路、模数转换电路和单片机，所述信号放大电路的输出端接模数转换电路的输入端；所述模数转换电路的输出端接单片机；所述单片机的输出端接无线信号发送模块的输入端；所述无线信号发送模块的输出端接无线信号接收模块的输入端；所述无线信号接收模块的输出端接显示模块的输入端。本发明的有益效果为，通过信号放大电路对传感器采集的信号进行放大，使获得的监控信息更准确。本发明尤其适用于水产养殖环境监控测。

Description

一种水产养殖环境监控系统
技术领域
本发明涉及鱼类、虾类和蟹类等养殖环境动态监测和控制领域，通过安装水产养殖环境监孔装置，能够实时反映出养殖水环境状况，便于采取改善水环境措施。。
背景技术
随着农业物联网技术的普及应用，目前出现了多种用于农业养殖的智能监控设备。水产养殖因水产品对环境具有较高的要求，如某些鱼类仅能生活在温度范围较狭窄的水中，轻微的温度变化可能会影响鱼类等的生长，甚至死亡。因此，将智能化监测应用到养殖环境的监测方面，有助于改善养殖环境。
目前通常采用的方式是将各种传感器设备安装在养殖场所，通过对水环境的实时监测，实现快速发现问题的目的。而因为水产养殖的特殊性，其环境湿度较大，通常传感器与用于处理传感器采集数据的单片机距离较远，其信号衰减较大，存在采集信号可能失真的问题，导致对实际环境状况产生误判。
发明内容
本发明的目的，就是针对上述问题，提出一种具有较强信号放大能力的水产养殖环境监控系统。
本发明的技术方案：一种水产养殖环境监控系统，包括传感器模块、信号处理模块、无线信号发送模块、无线信号接收模块和显示模块；其特征在于，所述信号处理模块包括信号放大电路、模数转换电路和单片机；所述信号放大电路的输入端接传感器模块的输出端，其由第一PMOS管MP1、第二PMOS管MP2、第三PMOS管MP3、第四PMOS管MP4、第五PMOS管MP5、第六PMOS管MP7、第七PMOS管MP7、第八PMOS管MP8、第九PMOS管MP9、第十PMOS管MP10、第一NMOS管MN1、第二NMOS管MN2、第三NMOS管MN3、第四NMOS管MN4、第五NMOS管MN5、第六NMOS管MN6、第七NMOS管MN7、电容C和电流源Ib构成，其中，第一PMOS管MP1的源极接电源VDD，其漏极通过电流源Ib后接地GND，其栅极与漏极互连，其栅极接第二PMOS管MP2的栅极；第二PMOS管的源极接电源VDD，其漏极接第一NMOS管M1的漏极；第一NMOS管MN1的栅极与漏极互连，其源极接地GND；第三PMOS管MP3的源极接电源VDD，其栅极接第二PMOS管MP2的栅极，其漏极接第四PMOS管MP4的源极和第五PMOS管的源极；第四PMOS管MP4的栅极为信号放大电路的正向输入端，其漏极接第二NMOS管MN2的漏极；第五PMOS管MP5的栅极为信号放大电路的反向输入端，其漏极接第三NMOS管MN3的漏极；第二NMOS管MN2的栅极与漏极互连，其源极接地GND；第三NMOS管MN3的栅极与漏极互连，其源极接地GND；第六PMOS管MP6的源极接电源VDD，其栅极与漏极互连，其漏极接第四NMOS管MN4的漏极；第四NMOS管MN4的栅极接第三NMOS管MN3的栅极，其源极接地GND；第七PMOS管MP7的源极接电源VDD，其栅极接第六PMOS管MP6的栅极，其漏极接第五NMOS管MN5的漏极；第五NMOS管MN5的栅极接第三NMOS管MN3的栅极，其源极接地GND；第八PMOS管MP8的源极接电源VDD，其栅极接第七PMOS管MP7的漏极，漏极接第六NMOS管MN6的漏极；第六NMOS管MN6的栅极接第三NMOS管MN3的栅极，其源极接地GND；第九PMOS管MP9的源极接电源VDD，其栅极通过电容C后接第十PMOS管MP10的栅极和第七NMOS管MN7的栅极；第十PMOS管MP10的源极接第一NMOS管MN1的栅极，其漏极与栅极互连；第七NMOS管MN7的栅极接第十PMOS管MP10的漏极，其源极接地；第九PMOS管MP9的漏极与第七NMOS管MN7的漏极连接作为信号放大电路的输出端；所述信号放大电路的输出端接模数转换电路的输入端；所述模数转换电路的输出端接单片机；所述单片机的输出端接无线信号发送模块的输入端；所述无线信号发送模块的输出端接无线信号接收模块的输入端；所述无线信号接收模块的输出端接显示模块的输入端。
进一步的，所述传感器模块包括溶解氧传感器、PH传感器、温度传感器、水位传感器和氨氮传感器。
本发明的有益效果为，通过信号放大电路对传感器采集的信号进行放大，使获得的监控信息更准确。
附图说明
图1是本发明的水产养殖环境监控系统的逻辑结构框图；
图2是本发明的信号放大电路原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细的描述。
如图1所示，本发明所述的一种水产养殖环境监控系统，包括传感器模块、信号处理模块、无线信号发送模块、无线信号接收模块和显示模块，所述信号处理模块包括信号放大电路、模数转换电路和单片机，所述信号放大电路的输出端接模数转换电路的输入端；所述模数转换电路的输出端接单片机；所述单片机的输出端接无线信号发送模块的输入端；所述无线信号发送模块的输出端接无线信号接收模块的输入端；所述无线信号接收模块的输出端接显示模块的输入端。
如图2所示，所述信号放大电路的输入端接传感器模块的输出端，其由第一PMOS管MP1、第二PMOS管MP2、第三PMOS管MP3、第四PMOS管MP4、第五PMOS管MP5、第六PMOS管MP7、第七PMOS管MP7、第八PMOS管MP8、第九PMOS管MP9、第十PMOS管MP10、第一NMOS管MN1、第二NMOS管MN2、第三NMOS管MN3、第四NMOS管MN4、第五NMOS管MN5、第六NMOS管MN6、第七NMOS管MN7、电容C和电流源Ib构成，其中，第一PMOS管MP1的源极接电源VDD，其漏极通过电流源Ib后接地GND，其栅极与漏极互连，其栅极接第二PMOS管MP2的栅极；第二PMOS管的源极接电源VDD，其漏极接第一NMOS管M1的漏极；第一NMOS管MN1的栅极与漏极互连，其源极接地GND；第三PMOS管MP3的源极接电源VDD，其栅极接第二PMOS管MP2的栅极，其漏极接第四PMOS管MP4的源极和第五PMOS管的源极；第四PMOS管MP4的栅极为信号放大电路的正向输入端，其漏极接第二NMOS管MN2的漏极；第五PMOS管MP5的栅极为信号放大电路的反向输入端，其漏极接第三NMOS管MN3的漏极；第二NMOS管MN2的栅极与漏极互连，其源极接地GND；第三NMOS管MN3的栅极与漏极互连，其源极接地GND；第六PMOS管MP6的源极接电源VDD，其栅极与漏极互连，其漏极接第四NMOS管MN4的漏极；第四NMOS管MN4的栅极接第三NMOS管MN3的栅极，其源极接地GND；第七PMOS管MP7的源极接电源VDD，其栅极接第六PMOS管MP6的栅极，其漏极接第五NMOS管MN5的漏极；第五NMOS管MN5的栅极接第三NMOS管MN3的栅极，其源极接地GND；第八PMOS管MP8的源极接电源VDD，其栅极接第七PMOS管MP7的漏极，漏极接第六NMOS管MN6的漏极；第六NMOS管MN6的栅极接第三NMOS管MN3的栅极，其源极接地GND；第九PMOS管MP9的源极接电源VDD，其栅极通过电容C后接第十PMOS管MP10的栅极和第七NMOS管MN7的栅极；第十PMOS管MP10的源极接第一NMOS管MN1的栅极，其漏极与栅极互连；第七NMOS管MN7的栅极接第十PMOS管MP10的漏极，其源极接地；第九PMOS管MP9的漏极与第七NMOS管MN7的漏极连接作为信号放大电路的输出端。
本发明的工作原理为：
通过传感器模块对水产养殖环境进行实时采集，本发明的传感器模块包括溶解氧传感器、PH传感器、温度传感器、水位传感器和氨氮传感器等常用的水产养殖环境传感器，这些传感器均具有较成熟的应用技术。
传感器采集的信号发送到信号放大电路的输入端，信号放大电路主要包括由第一PMOS管MP1、第二PMOS管MP2、第一NMOS管MN1和电流源Ib构成的偏置单元，由第三PMOS管MP3、第四PMOS管MP4、第五PMOS管MP5、第六PMOS管MP6、第七PMOS管MP7、第二NMOS管MN2、第三NMOS管MN3、第四NMOS管MN4和第五NMOS管构成的第一级放大电路单元，由第八PMOS管MP8和第六NMOS管MN6构成的第二级放大电路单元，有第九PMOS管MP9、第十PMOS管MP10、第七NMOS管MN7和电容C构成的第三级放大电路单元，接收到电信号通过3级放大电路进行放大，极大的提高了信号的可识别度，然后在通过模数转换电路将采集的模拟信号转化为数字信号，在单片机中对采集的信号进行处理，将收到的多种传感器采集的信号进行区分，最后通过无线信号收发模块发送到显示模块进行显示。
实施例
本例的传感器模块包括溶解氧传感器、PH传感器、温度传感器、水位传感器和氨氮传感器，显示模块采用LCD显示器。其中，每一个传感器模块均连接一个信号放大电路和模数转换电路，模数转换电路的输出接单片机不同的引脚，单片机可根据不同的引脚接收到的信号准确区分每个传感器采集的数据，然后将数据通过无线信号收发模块发送到LCD显示器进行显示，实现对水产养殖环境的实时监控。

Claims (2)

1.一种水产养殖环境监控系统，包括传感器模块、信号处理模块、无线信号发送模块、无线信号接收模块和显示模块；其特征在于，所述信号处理模块包括信号放大电路、模数转换电路和单片机；所述信号放大电路的输入端接传感器模块的输出端，其由第一PMOS管MP1、第二PMOS管MP2、第三PMOS管MP3、第四PMOS管MP4、第五PMOS管MP5、第六PMOS管MP7、第七PMOS管MP7、第八PMOS管MP8、第九PMOS管MP9、第十PMOS管MP10、第一NMOS管MN1、第二NMOS管MN2、第三NMOS管MN3、第四NMOS管MN4、第五NMOS管MN5、第六NMOS管MN6、第七NMOS管MN7、电容C和电流源Ib构成，其中，第一PMOS管MP1的源极接电源VDD，其漏极通过电流源Ib后接地GND，其栅极与漏极互连，其栅极接第二PMOS管MP2的栅极；第二PMOS管的源极接电源VDD，其漏极接第一NMOS管M1的漏极；第一NMOS管MN1的栅极与漏极互连，其源极接地GND；第三PMOS管MP3的源极接电源VDD，其栅极接第二PMOS管MP2的栅极，其漏极接第四PMOS管MP4的源极和第五PMOS管的源极；第四PMOS管MP4的栅极为信号放大电路的正向输入端，其漏极接第二NMOS管MN2的漏极；第五PMOS管MP5的栅极为信号放大电路的反向输入端，其漏极接第三NMOS管MN3的漏极；第二NMOS管MN2的栅极与漏极互连，其源极接地GND；第三NMOS管MN3的栅极与漏极互连，其源极接地GND；第六PMOS管MP6的源极接电源VDD，其栅极与漏极互连，其漏极接第四NMOS管MN4的漏极；第四NMOS管MN4的栅极接第三NMOS管MN3的栅极，其源极接地GND；第七PMOS管MP7的源极接电源VDD，其栅极接第六PMOS管MP6的栅极，其漏极接第五NMOS管MN5的漏极；第五NMOS管MN5的栅极接第三NMOS管MN3的栅极，其源极接地GND；第八PMOS管MP8的源极接电源VDD，其栅极接第七PMOS管MP7的漏极，漏极接第六NMOS管MN6的漏极；第六NMOS管MN6的栅极接第三NMOS管MN3的栅极，其源极接地GND；第九PMOS管MP9的源极接电源VDD，其栅极通过电容C后接第十PMOS管MP10的栅极和第七NMOS管MN7的栅极；第十PMOS管MP10的源极接第一NMOS管MN1的栅极，其漏极与栅极互连；第七NMOS管MN7的栅极接第十PMOS管MP10的漏极，其源极接地；第九PMOS管MP9的漏极与第七NMOS管MN7的漏极连接作为信号放大电路的输出端；所述信号放大电路的输出端接模数转换电路的输入端；所述模数转换电路的输出端接单片机；所述单片机的输出端接无线信号发送模块的输入端；所述无线信号发送模块的输出端接无线信号接收模块的输入端；所述无线信号接收模块的输出端接显示模块的输入端。
2.根据权利要求1所述的一种水产养殖环境监控系统，其特征在于，所述传感器模块包括溶解氧传感器、PH传感器、温度传感器、水位传感器和氨氮传感器。
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