CN201025823Y - 用于水产养殖环境中的实时监测装置 - Google Patents

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CN201025823Y CNU2007200680551U CN200720068055U CN201025823Y CN 201025823 Y CN201025823 Y CN 201025823Y CN U2007200680551 U CNU2007200680551 U CN U2007200680551U CN 200720068055 U CN200720068055 U CN 200720068055U CN 201025823 Y CN201025823 Y CN 201025823Y
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吴伟雄
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Abstract

一种用于水产养殖环境中的实时监测装置，它包括中央处理器，分别与中央处理器相连接的数据存储模块，数据显示模块，通信接口模块，时钟模块和A/D转换模块，以及与A/D转换模块相连接的物理参数检测模块。中央处理器通过A/D(模/数)转换器和物理参数检测模块能够实时检测所需要的养殖环境中的水温、光照、浊度、氨氮、亚硝酸盐、pH值、含氧量等参数，并通过数据存储模块、数据显示模块和通信接口模块实时记录、存储、显示以及传给上位机养殖环境中所需要的数种参数，实现了自动实时检测养殖环境的参数。

Description

用于水产养殖环境中的实时监测装置
技术领域
本实用新型涉及一种实时监测装置，具体的涉及一种用于水产养殖环境中的实时监测装置，适用于实时监测、记录、保存水产养殖环境的水温、光照、浊度、氨氮、亚硝酸盐、PH值以及含氧量等参数的检测。
背景技术
水产养殖业具有悠久的历史，目前，中国的水产品产量占世界的2/3多，规模巨大。但大多数的水产养殖业还采用人力手工作业的模式，对养殖环境中物理参数的监测，仍然采用人工取样和人工进行化学分析的监测方式。显然，这种方式不仅耗时费力、精确度不高，而且需要有专业人员进行操作，这已不能适应大棚温室水产养殖的发展需求。
发明内容
本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提供一种用于水产养殖环境中的实时监测装置，它能够实时监测、记录、保存水产养殖环境的水温、光照、浊度、氨氮、亚硝酸盐、PH值和含氧量等参数。
本实用新型为了达到上述的目的，所采取的技术方案是：它包括中央处理器，分别与中央处理器相连接的数据存储模块，数据显示模块，通信接口模块，时钟模块和A/D转换模块，以及与A/D转换模块相连接的物理参数检测模块。
所述的物理参数检测模块包括检测有关水产养殖环境参数的传感器。具体地说，所述的传感器包括温度传感器、光照传感器、浊度传感器、氨氮传感器、亚硝酸盐传感器、PH值传感器和含氧量传感器等。
如上述本实用新型实时监测装置的结构，物理参数检测模块通过上述的传感器采集水产养殖环境中的水温、光照、浊度、氨氮、亚硝酸盐、PH值和含氧量等模拟信号值，模拟信号值通过A/D转换模块将模拟信号转换成数字信号输入中央处理器内；中央处理器将采集到的数字参数和从时钟模块上所采集的实时时间参数一起存入数据存储模块内；并通过通信接口模块将数字参数和实时时间参数传入上位机内，以供上位机使用；同时，中央处理器通过通信接口模块接受上位机的命令采集养殖环境中的数据和实时时间的检测，实现与上位机的通信，即实现人机对话；在数据显示模块上实时显示中央处理器所采集到的养殖环境中的各种数据和实时时钟的参数，实现水产养殖环境参数和时间参数的实时显示。
本实用新型的实时监测装置效果显著。
●本实用新型如上述的结构，中央处理器通过A/D(模/数)转换器和物理参数检测模块能够实时检测所需要的养殖环境中的数种参数，包括养殖环境的水温、光照、浊度、氨氮、亚硝酸盐、PH值、含氧量等参数，实现了自动实时检测养殖环境的参数；
●本实用新型因为中央处理器连接有数据存储模块和数据显示模块，能够实时记录、存储和显示养殖环境中所需要的数种参数；
●本实用新型因为中央处理器连接有通信接口模块，中央处理器能够通过通信接口模块与上位机(或控制系统)进行通话，将所采集到的各种数据传送给上位机，供上位机使用；同时接受上位机命令及时采集和发送数据，实现了人机对话；
●本实用新型的实时监测装置如上述的结构，所包括的元部件如中央处理器、数据存储模块、数据显示模块、通信接口模块、时钟模块、A/D转换器以及物理参数检测模块(包括数种传感器)均容易实现，可以采用现有的芯片。
附图说明
图1是本实用新型用于水产养殖环境中实时监测装置的结构示意图；
图2是图1中中央处理器一实施例的结构示意图；
图3是图1中时钟模块一实施例的结构示意图；
图4是图1中A/D转换模块一实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图进一步说明本实用新型的结构特征。
如图1所示，本实用新型的实时监测装置包括中央处理器4，分别与中央处理器4相连接的数据存储模块3，数据显示模块1，通信接口模块2，时钟模块5和A/D转换模块6，以及与A/D转换模块6相连接的物理参数检测模块7。
本实施例中，所述的通信接口模块2是串行接口，或是USB接口。
如上述，物理参数检测模块7包括检测有关水产养殖环境参数的传感器。所述的传感器包括检测水温的温度传感器，检测光照量的光照传感器，检测养殖环境混浊度的浊度传感器，检测含氨氮量的氨氮传感器，检测亚硝酸盐含量的亚硝酸盐传感器，检测水中PH值的PH值传感器以及检测氧气含量的含氧量传感器等，上述传感器将采集到的养殖环境中的水温、光照、浊度、氨氮、亚硝酸盐的物理参数转换成相应的模拟的电信号输出，该模拟电信号经过模/数(A/D)转换模块转换成数字信号输入到中央处理器4内。
本实施例中，所述的数据存储模块3为普通的数据存储器，包括可读、写存储器电路和读卡器电路。
本实施例中，所述的数据显示模块1采用点阵式LCD示显电路，用于显示实时时间和水产养殖环境的各种物理参数数值，供养殖者参考。
图2是中央处理器的一个实施例，在本实施例中，中央处理器4采用嵌入式微机系统，具体的是采用嵌入式单片机U1。如图2所示，单片机U1的18脚接X1的一个脚，并通过C2接地，单片机U1的19脚接X1的另一个脚，并通过C3接地；U1的9脚参通过R1接地，并联接D1的阴极和C1的负极；单片机C1的正极接电源；D1的阳极接地；单片机U1的10脚、11脚接串口通信模块的RXD、TXD脚；单片机U1的32脚、33脚、34脚、35脚、36脚、37脚、38脚、39脚同时接时钟模块5和数据显示模块1的D0、D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7数据信号线；单片机U1的3脚、4脚接数据存储模块3中的电可擦可写可编程只读(EEPROM)内存电路的SCL、SDA脚。中央处理器4-单片机U1接收从模/数(A/D)转换模块转换成的数字信号和采集实时时间参数，将其数据定时写入读卡器中可移动数据存储介质中，保存在数据存储模块中；同时，将其数据上传给上位机，实现与上位计算机的通信；并通过数据显示模块实时显示其时间，实现水产养殖环境参数和时间参数的实时显示，为养殖者实时提高养殖环境的参数。
图3是时钟模块5的一个实施例，时钟模块5采用实时时钟电路，自带锂电池和晶振电路；时钟模块5连接于中央处理器4，提供万年历日历和年、月、日、时、秒、星期实时时钟数据。在本实施例中，时钟模块5采用实时时钟芯片U3，如图3所示，它包含年历和年、月、日、时、秒、星期的实时时钟电路，芯片U3的4脚、5脚、6脚、7脚、8脚、9脚、10脚、11脚分另接中央处理器4-单片机U1的D0、D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7数据信号线；芯片U3的1脚、12脚接地；U3的确脚接电源；U3的18脚接U4F的12脚；U4F的13脚接中央处理器4的单片机U1的RESET信号；U3的15脚、14脚、13脚分另接中央处理器4的U1的16脚、30脚、27脚。
图4是A/D转换模块3的一个实施例，它包括芯片U5、芯片W1、放大器U10A、U10B、U10C和U10D、电阻R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、电位器RP5、RP6；如图4所示，芯片U5的3脚、4脚接地，芯片U5的8脚接电源VCC，芯片U5的1脚、6脚、7脚分别接嵌入式微机芯片U1的23脚、21脚、22脚，芯片U5的2脚接放大器U10D的输出端(14脚)，芯片U5的2脚接芯片W1的2脚；芯片W1的1脚接地，芯片W1的3脚接电源VCC；电位器RP5的一端引脚和电位器RP5的滑动脚短接后接放大器U10D的输出端(14脚)，电位器RP5的另一端引脚通过电阻R10接接放大器U10D的反相输入端(13脚)；放大器U10D的同相输入端(12脚)通过电阻R8接地，放大器U10D的反相输入端(13脚)通过电阻R7接放大器U10C的输出端(8脚)，同时通过电阻R9接电位器RP6的滑动脚；电位器RP6的一端引脚接负电源-12V，电位器RP6的另一端引脚接正电源+12V；放大器U10C的输出端(8脚)通过电阻R4接放大器U10C的反相输入端(9脚)，放大器U10C的反相输入端(9脚)同时通过电阻R3接放大器U10A的输出端(1脚)，放大器U10C的同相输入端(10脚)通过电阻R6接地，同时通过电阻R5接放大器U10B的输出端(7脚)；放大器U10A的输出端(1脚)和放大器U10A的反相输入端(2脚)短接，放大器U10A的同相输入端(3脚)通过电阻R11接物理参数检测模块模拟信号正输出端；放大器U10B的输出端(7脚)和放大器U10B的反相输入端(6脚)短接，放大器U10B的同相输入端(5脚)通过电阻R2接物理参数检测模块模拟信号负输出端。

Claims (4)

1.一种用于水产养殖环境中的实时监测装置，其特征在于：它包括中央处理器，分别与中央处理器相连接的数据存储模块，数据显示模块，通信接口模块，时钟模块和A/D转换模块，以及与A/D转换模块相连接的物理参数检测模块。
2.根据权利要求1所述的用于水产养殖环境中的实时监测装置，其特征在于所述的物理参数检测模块包括检测有关水产养殖环境参数的传感器。
3.根据权利要求2所述的用于水产养殖环境中的实时监测装置，其特征在于所述的传感器包括温度传感器、光照传感器、浊度传感器、氨氮传感器、亚硝酸盐传感器、PH值传感器和含氧量传感器。
4.根据权利要求1所述的用于水产养殖环境中的实时监测装置，其特征在于所述的通信接口模块是串行接口，或是USB接口。
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