CN204495401U - 一种基于Zigbee和Labview技术的鱼塘水质监控系统 - Google Patents

一种基于Zigbee和Labview技术的鱼塘水质监控系统 Download PDF

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labview
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CN201520210742.7U
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Inventor
邹建宇
刘月明
陈浩
张亮
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中国计量学院
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Abstract

本实用新型是一种基于Zigbee和Labview技术的鱼塘水质监控系统,它属于无线通信技术和智能控制领域。它包括传感器模块、水质调节终端模块、协调器、PC监控平台和GSM短信报警模块。本实用新型在Zigbee构建的无线传感网络基础上,用labview软件结合matlab开发监控平台,实现了鱼塘水质多参数自动采集、无线传输、存储、声光报警以及远程无线控制水质调节设备的功能。本实用新型避免了有线布局,人机交互友好,提高了系统的可拓展性、可靠性和智能化。

Description

—种基于Zigbee和Labview技术的鱼塘水质监控系统
技术领域
[0001] 本实用新型属于无线通信技术和智能控制领域,特别涉及一种基于Zigbee和Labview技术的鱼塘水质监控系统。
背景技术
[0002] 鱼塘水质环境对鱼类的繁殖、生长至关重要,不同品种的鱼类及同种鱼类生长的不同阶段对于鱼塘水温、PH值、溶解氧要求也不同。在鱼塘水质监测方面:目前国内大部分鱼塘水质监控都是通过人工定时巡查完成的,自动化程度及工作效率低,不能实时在线监测,部分大中型鱼塘采用有线布局传输监测数据,但需铺设大量电缆、布线困难、功耗高、维护成本高。在鱼塘水质控制方面:通过人工现场手动控制水质调节设备,应对突发水质恶化能力差,工作效率低。
[0003] 本实用新型在Zigbee构建的无线传感网络基础上,用Iabview软件结合matlab开发监控平台,实现了鱼塘水质多参数自动采集、无线传输、存储、声光报警以及远程无线控制水质调节设备的功能。
发明内容
[0004] 针对现有鱼塘水质监控系统的不足,本实用新型设计了一种基于Zigbee和Labview技术的鱼塘水质监控系统。
[0005] 本实用新型所采取的技术方案为:
[0006] —种基于Zigbee和Labview技术的鱼塘水质监控系统,包括传感器模块(I)、水质调节终端模块(2)、协调器(3)、PC监控平台(4)和GSM短信报警模块(5),所述的传感器模块(I)和水质调节终端模块(2)通过Zigbee无线网络协议与协调器(3)进行信息传输,协调器(3)通过USB数据线与PC监控平台(4)连接,GSM短信报警模块(5)通过RS232串口与PC监控平台(4)连接,组成完整的鱼塘水质监控系统。
[0007] 所述的传感器模块包括zigbee节点、温度传感器、水位传感器、溶解氧传感器、PH值传感器和浊度传感器。
[0008] 所述的水质调节终端模块包括zigbee节点、继电器、增氧泵、水泵和冷却机。
[0009] 所述的GSM短信报警模块为Text mode模式,直接编写无须转码。
[0010] 所述的PC监控平台运用Iabview软件结合matlab实现对采集数据的分析处理,将控制指令转化为开关信号通过协调器传输给水质调节终端模块,通过AT指令控制GSM短信报警模块将报警信息传输给监控平台设定的手机用户。
[0011] 本实用新型相对于现有技术具有以下有益效果:
[0012] (I)本实用新型使用zigbee无线传感技术设计鱼塘水质监控系统,避免了有线布局,结构简单,提高了系统的可拓展性和可靠性,降低了系统成本。
[0013] (2)本实用新型使用Iabview软件设计的PC监控平台人机交互友好,操作简单且与matlab软件的混编提高了鱼塘水质监控系统的准确性与智能化。
附图说明
[0014] 图为本实用新型系统结构示意图;
具体实施方式
[0015] 以下结合附图对本实用新型作进一步说明:
[0016] 如图所示,一种基于Zigbee和Labview技术的鱼塘水质监控系统,包括传感器模块(1)、水质调节终端模块(2)、协调器(3)、PC监控平台(4)和GSM短信报警模块(5),所述的传感器模块(I)和水质调节终端模块(2)通过Zigbee无线网络协议与协调器(3)进行信息传输,协调器(3)通过USB数据线与PC监控平台(4)连接,GSM短信报警模块(5)通过RS232串口与PC监控平台(4)连接,组成完整的鱼塘水质监控系统。
[0017] 所述的传感器模块将测量的温度、水位、溶解氧、PH值和浊度数据通过zigbee无线传感器网络发送给协调器再通过USB传输给PC监控平台。当以上采集的鱼塘水质数据超过预设阈值时,监控平台会发出声光报警(相应的报警指示灯闪烁,发出刺耳的警报声)并自动控制水质自动调节模块里的继电器的闭合进而控制水质设备的运行状态。
[0018] 所述的协调器包括电源模块、CC2530模块、调试接口和USB接口,采用USB转串口芯片PL-2303,省去昂贵的数据采集卡,实现PC机USB接口与通用串口直接的转换。
[0019] 所述的GSM短信报警模块为Text mode模式,直接编写无须转码,通过AT指令控制GSM模块短信的收发,当工作人员休息或者紧急情况不得不离开监控平台时,可以将GSM通讯模块切换到自动报警模式,GSM通讯模块可以在系统报警时向用户发送报警信息。
[0020] 所述的PC监控平台通过图形化编程方式的Iabview软件编写,Iabview软件提供了大量的工具和库函数,Iabview软件对采集的鱼塘水质参数值分析处理(通过Iabview软件对PH值和溶解氧进行软温补偿),存储、实时显示、绘制趋势图和超限声光报警,用户可以方便的在Iabview应用程序中通过Matlab Script节点调用Matlab语言编写BP神经网络程序,将BP神经网络程序嵌入Iabview软件中能够实时地识别监控系统的状态信号,从过去的经验中进行学习,这些状态信号经过神经元网络映射为控制信号,实现最优化智能控制,然后根据软件设定好的控制阈值生成相应的控制指令并转化为开关信号通过协调器传输控制水质调节终端模块的继电器,高电平继电器断开,低电平继电器吸合。

Claims (4)

1.一种基于Zigbee和Labview技术的鱼塘水质监控系统,包括传感器模块(I)、水质调节终端模块(2)、协调器(3)、PC监控平台(4)和GSM短信报警模块(5),所述的传感器模块(I)和水质调节终端模块(2)通过Zigbee无线网络协议与协调器(3)进行信息传输,协调器(3)通过USB数据线与PC监控平台(4)连接,GSM短信报警模块(5)通过RS232串口与PC监控平台(4)连接,组成完整的鱼塘水质监控系统。
2.根据权利要求1所述的一种基于Zigbee和Labview技术的鱼塘水质监控系统,其特征在于,所述的水质调节终端模块包括zigbee节点、继电器、增氧泵、水泵和冷却机。
3.根据权利要求1所述的一种基于Zigbee和Labview技术的鱼塘水质监控系统,其特征在于,所述的GSM短信报警模块为Text mode模式,直接编写无须转码。
4.根据权利要求1所述的一种基于Zigbee和Labview技术的鱼塘水质监控系统,其特征在于,所述的PC监控平台运用Iabview软件结合matlab实现对采集数据的分析处理,将控制指令转化为开关信号通过协调器传输给水质调节终端模块,通过AT指令控制GSM短信报警模块将报警信息传输给监控平台设定的手机用户。
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