CN201821510U - 基于无线传感网络的鱼塘环境信息检测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于无线传感网络的鱼塘环境信息检测系统，属于鱼塘环境信息检测领域。该系统包括若干个子节点和一个主节点：子节点的水温传感器、水位传感器和含氧量传感器与A/D转换模块相连，微处理器分别与A/D转换模块与无线传输模块相连，电源模块分别对微处理器，A/D转换模块和无线传输模块供电；主节点的微处理器分别与无线传输模块、键盘模块、显示模块及报警装置相连，电源模块分别对微处理器和无线传输模块供电。子节点将检测到的水温、水位、含氧量信息通过无线传输协议发送给主节点，主节点将收到的数据进行实时显示并判断是否需要启动报警装置。本实用新型具有避免布线、实时显示数据、节省成本的优点。

Description

基于无线传感网络的鱼塘环境信息检测系统 

技术领域

本实用新型涉及鱼塘环境信息检测领域，具体地讲是一种基于无线传感网络的鱼塘环境信息检测系统。 

背景技术

目前大部分的鱼塘环境信息的获取主要是依靠人工完成，自动化程度不高，精度也不高，因水体缺氧而导致鱼虾大量死亡的现象时有发生。许多鱼塘环境信息检测系统采用的是有线方式将检测到的数据送到鱼塘监控中心，不仅布线困难，而且成本较高，不便于推广使用。近年来，无线传感器网络由于使用免许可证的ISM波段，免布线，低功耗，扩充方便等特点而在水产养殖领域备受关注，特别是在由大量分块鱼塘组成的水产养殖区域内应用无线传感网络，可以任意布点，安装简便，节省了成本。 

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种基于无线传感网络的鱼塘环境信息检测系统。 

本实用新型的技术方案是：一种鱼塘环境信息检测系统，由多个结构相同的子节点和一个主节点通过多跳无线通讯协议联接而成。每个子节点采用水温传感器，水位传感器，含氧量传感器分别检测水温、水位与含氧量信息，并连接至A/D转换模块，子节点中的微处理器分别与A/D转换模块与无线传输模块相连，电源模块分别对微处理器、A/D转换模块和无线传输模块供电。主节点负责接收子节点发送过来的检测信息，主节点中的微处理器分别与无线传输模块、键盘模块、显示模块及报警装置相连，电源模块分别对微处理器和无线传输模块供电。 

每个子节点负责本节点所辖区域内环境信息的检测，然后通过无线传输协议将数据发送给相邻的子节点，再由相邻的子节点将数据以接力的方式发送给下一个子节点，这一过程一直持续到主节点接收到数据为止。 

主节点收到子节点发来的数据后，首先提取子节点的身份标识，以确定子节点所处的地理位置，再将此地理位置信息与所检测的数据送入显示模块进行 显示，并将此数据与预先设定的水温、水位、含氧量的上下限进行比较，一旦此数据超出设定的范围，则启动报警装置。 

本实用新型的有益效果是： 

1、与有线传输方式相比，可避免布线，节省人工及费用； 

2、具有数据实时显示及报警功能，使用方便； 

3、采用低功耗单片机设计各个节点，可最大限度延长网络使用寿命。 

附图说明

图1是本实用新型所述的无线传感网络的子节点和主节点硬件图。 

图2是本实用新型所述的基于无线传感网络的鱼塘环境信息检测系统的组成图。 

图中：(1)微处理器，(2)水温传感器，(3)水位传感器，(4)含氧量传感器，(5)A/D转换模块，(6)无线传输模块，(7)电源模块，(8)键盘模块，(9)显示模块，(10)报警装置，(11)主节点，(12)-(17)均为子节点。 

具体实施方式

如图1所示，本实用新型是由多个结构相同的子节点和一个主节点通过多跳无线通讯协议连接而成。 

每个子节点包括微处理器(1)，水温传感器(2)，水位传感器(3)，含氧量传感器(4)，A/D转换模块(5)，无线传输模块(6)以及电源模块(7)；其中水温传感器(2)，水位传感器(3)，含氧量传感器(4)分别联接至A/D转换模块(5)，微处理器(1)又分别与A/D转换模块(5)与无线传输模块(6)相连，电源模块(7)分别对微处理器(1)、A/D转换模块(5)和无线传输模块(6)供电。 

主节点包括微处理器(1)，无线传输模块(6)，电源模块(7)，键盘模块(8)，显示模块(9)以及报警装置(10)；其中微处理器(1)分别与无线传输模块(6)，键盘模块(8)，显示模块(9)，报警装置(10)相连，电源模块(7)分别对微处理器(1)和无线传输模块(6)供电。 

所述的微处理器的型号为AT89C51，其内部有4KB的ROM和128字节的RAM，不需要扩展外围存储器；水温传感器为DS18B20型温度传感器；水位传感器为FYC-3型浮子式水位传感器；含氧量传感器为COS41覆膜式溶解氧传感器；A/D转换采用ADC0809；无线模块采用CC1000；电源模块采用锂离子蓄电池；键盘 模块为4×4矩阵键盘；显示模块为16×2字符型LCD；报警装置采用IC芯片NE555组成的声光报警电路。 

如图1、2所示，在由大量鱼塘组成的养殖区域内散布着子节点(12)-(17)，子节点放在鱼塘中部的非投食区，并将水温传感器(2)，水位传感器(3)，含氧量传感器(4)置于水面下0.5米，其余部分浮于水面，各个节点之间相距100米左右，主节点(11)放在鱼塘监控中心。初始化时，主节点将每个子节点的身份标识与被检测鱼塘地理位置的对应信息存入存储器中，主节点还可以通过键盘输入温度，含氧量，水位的上下限，并将其存入存储器中。 

子节点(12)定时通过A/D转换模块读取水温传感器(2)，水位传感器(3)，含氧量传感器(4)检测到的数据，并将传感器的身份标识与检测数据组成一个数据帧，通过无线传输模块(6)发送给相邻的子节点。同样，子节点(13)-(17)也按照子节点(12)的工作方式完成辖区内的信息传感和无线发送。 

主节点收到子节点发来的数据后，首先提取子节点的身份标识，以确定子节点所处的地理位置，并将此地理位置信息与所检测的数据送入显示模块进行显示，同时将此数据与预先设定的上下限值进行比较，一旦此数据超出设定的范围，则启动报警装置，提醒工作人员采取相应措施。 

正常情况下，子节点(16)的下一个目标是子节点(13)，如果由于某种原因(如CPU故障，电源电力不足等)造成子节点(13)不能工作，子节点(16)将自动搜索周围其它节点，将数据转发给子节点(12)或子节点(14)，并通过子节点(12)或(14)的转发将数据传给主节点(11)。由此模式可以构建具有冗余无线路由的无线传感网络系统，以提高网络通信的可靠性。 

Claims (5)

1.一种基于无线传感网络的鱼塘环境信息检测系统，其特征在于：由多个结构相同的子节点和一个主节点组成，各个子节点之间形成自组织的无线传感网络，通过多跳无线通讯协议将检测到的数据发送给主节点。

2.根据权利要求1所述的一种基于无线传感网络的鱼塘环境信息检测系统，其特征在于：所述的子节点包括微处理器、水温传感器、水位传感器、含氧量传感器、A/D转换模块、无线传输模块、电源模块；其中水温传感器、水位传感器和含氧量传感器分别与A/D转换模块相连，微处理器分别与A/D转换模块与无线传输模块相连，电源模块分别对微处理器、A/D转换模块和无线传输模块供电。

3.根据权利要求1所述的一种基于无线传感网络的鱼塘环境信息检测系统，其特征在于：所述的主节点包括微处理器、无线传输模块、电源模块、键盘模块、显示模块、报警装置；其中微处理器分别与无线传输模块、键盘模块、显示模块、报警装置相连，电源模块分别对微处理器无线传输模块供电。

4.根据权利要求2所述的一种基于无线传感网络的鱼塘环境信息检测系统，其特征在于：所述的微处理器的型号为AT89C51，水温传感器为DS18B20型温度传感器，水位传感器为FYC-3型浮子式水位传感器，含氧量传感器为COS41覆膜式溶解氧传感器，A/D转换模块采用ADC0809，无线传输模块采用CC 1000，电源模块采用锂离子蓄电池。

5.根据权利要求3所述的一种基于无线传感网络的鱼塘环境信息检测系统，其特征在于：所述的键盘模块为4×4矩阵键盘，显示模块为16×2字符型LCD，报警装置采用IC芯片NE555组成的声光报警电路。 

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