CN204496265U - 一种基于lon总线的水产养殖多环境参数测控装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种装置，特别涉及一种基于LON总线的水产养殖多环境参数测控装置。其特征是：第一增氧机和第一变频器相连，第一变频器、第一电磁阀、第一水泵、第一各种传感器分别和第一智能节点相连，第n增氧机和第n变频器相连，第n变频器、第n电磁阀、第n水泵、第n各种传感器分别和第n智能节点相连，第一智能节点、第n智能节点分别和LON总线相连，LON总线和ILON100路由器相连，ILON100路由器通过工业以太网和IPC工控机相连。由于采用上述技术方案，本实用新型所具有的优点和积极效果是：实用性强。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种装置，特别涉及一种基于LON总线的水产养殖多环境参数测控装置。
背景技术
随着我国国民经济的高速发展及农业结构的调整，我国水产养殖业得到了迅猛发展。其中，淡水养殖面积和产量均居世界第一位，并且饲养的品种也逐步向精养的高档品种转变，虾、蟹、鳖及高档鱼类所占的比例越来越大，但目前国内的工厂化养殖技术和设施水准较低，所应用的自动测控技术落后，大部分属于温室流水养鱼(鳗、鳖)，水不经处理直接排放，是工厂化养殖的初级模式。近年来，国内一些省市先后从国外引进了一批现代化的工厂化养殖设备，但这些设备价格昂贵，运行成本高，在国内推广普及较难。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种基于LON总线的水产养殖多环境参数测控装置，能采用PROFIBUS-DP单主站网络，通过对养殖水池的温度、溶氧量、盐度、pH值等各环境参数进行自动检测和控制，使鱼类生长在最适宜的环境条件下，实现了水体活性循环、自动排污、高密度集约化养殖等功能，达到了低成本、高效益的工厂化养殖目标。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：LonWorks技术是Echelon公司在1990年开发的，它完全符合ISO定义的开放系统互联(OSI)的全部7层模型，可方便地与其他符合OSI定义的标准网络相互连接。Lonworks现场总线在组网时，支持各种网络拓扑结构(如总线型、星型等)和各种介质(如双绞线、同轴电缆等)，网络的设计与安装非常方便。
LonWorks网络上的每个测控单元称之为节点，每个节点由传感器(执行器)、信号处理电路和控制模块组成。控制模块以神经元芯片为核心，包括收发器、地址译码电路、复位电路、晶振电路及存储器等。神经元芯片由MAC处理器、网络处理器、应用处理器3个CPU组成。MAC处理器实现LonTalk协议的第1-2层，包括驱动通讯子系统硬件和执行MAC算法；网络处理器实现LonTalk协议的第3-6层，包括寻址、事务处理、网络变量、背景诊断、软件计时器、权限证实、网络管理和路由；应用处理器处理用户代码及其调用的操作系统命令。系统的测控网络采用自由拓扑结构，将IPC机作为上位监控主站，多台智能多环境参数测控仪作为智能从站。
IPC工控机上安装有WinCC或其它监控软件，用来向用户提供诸如工艺流程图显示、动态数据画面显示、报表编制、趋势图生成、窗口技术、生产管理打印输出等多种功能。根据LonWorks总线技术能进行远程数据传输的特性，用基于LonWorks总线的ILON100路由器，把现场的LON网络和工业以太网连接起来。单个智能节点可以对养鱼池的水体环境参数进行检测与控制：将传感器采集的有关参数(如温度、溶解氧含量、pH值、水位、盐度等)转换为数字信号，并把这些数据暂存起来，然后与给定值进行比较，经控制算法优化后，给出相应的调节信号，控制相应的环境参数；同时，经过LonWork总线和工业以太网，将数据发到送至IPC工控机。
智能节点由神经元芯片和单片机系统组成，用于对单个养殖水池的环境参数，进行检测和控制，即对各传感器采集到的参数(如温度、溶氧量、水位、大气压、盐度的电压信号)按特定算法进行校准、补偿运算。智能节点中的主处理器是单片机，它完成温度采集、融氧度采集、接收小键盘输入、数码输出显示等一系列动作，还负责和神经元芯片3150进行通信。智能节点和总线的通信使用Echelon公司的TP/FT-10A收发器，它支持无极性自由拓扑结构，传输介质是双绞线，通信模式是差分曼彻斯特码。收发器负责将计算结果送到LON总线上，然后通过ILON100路由器，使数据通过双绞线到达IPC工控机。IPC工控机获得数据后，调整PIO参数，自动调节溶解氧和温度，关启电磁阀和水泵，使系统实现最优控制。本实用新型由第一增氧机、第一变频器、第一电磁阀、第一智能节点、第一水泵、第一各种传感器、IPC工控机、ILON100路由器、LON总线、第n变频器、第n增氧机、第n电磁阀、第n智能节点、第n水泵、第n各种传感器、温度传感器、溶解氧DO传感器、盐度传感器、pH传感器、水位传惑器、A/D转换器、89C51单片机、光电隔离电路、存储器、数码显示电路、继电器模块、D/A转换器、电磁阀、水泵电机、变频器、神经元芯片3150、增氧机、热水管道和TP/FT-10收发器组成，其特征是：第一增氧机和第一变频器相连，第一变频器、第一电磁阀、第一水泵、第一各种传感器分别和第一智能节点相连，第n增氧机和第n变频器相连，第n变频器、第n电磁阀、第n水泵、第n各种传感器分别和第n智能节点相连，第一智能节点、第n智能节点分别和LON总线相连，LON总线和ILON100路由器相连，ILON100路由器通过工业以太网和IPC工控机相连；温度传感器、溶解氧DO传感器、盐度传感器、pH传感器、水位传惑器分别和A/D转换器相连，A/D转换器和89C51单片机相连，89C51单片机分别和光电隔离电路、存储器、数码显示电路、神经元芯片3150相连，光电隔离电路分别和继电器模块、D/A转换器相连，D/A转换器和变频器相连，变频器和增氧机相连，继电器模块分别和电磁阀、水泵电机相连，电磁阀和热水管道相连，神经元芯片3150和TP/FT-10收发器相连，TP/FT-10收发器和LON总线相连。
由于采用上述技术方案，本实用新型所具有的优点和积极效果是：实用性强。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型的结构示意图。
图2是图1中4和13的电路框图。
图3是图2中22的程序流程图。
图中1.第一增氧机，2.第一变频器，3.第一电磁阀，4.第一智能节点，5.第一水泵，6.第一各种传感器，7.IPC机，8.ILON100路由器，9.LON总线，10.第n变频器，11.第n增氧机，12.第n电磁阀，13.第n智能节点，14.第n水泵，15.第n各种传感器，16.温度传感器，17.溶解氧DO传感器18.盐度传感器，19.pH传感器，20.水位传惑器，21.A/D转换器，22.89C51单片机，23.光电隔离电路，24.存储器，25.数码显示电路，26.继电器模块，27.D/A转换器，28.电磁阀，29.水泵电机，30.变频器，31.神经元芯片3150，32.增氧机，33.热水管道，34.TP/FT-10收发器。
具体实施方式
在图1中，第一增氧机(1)和第一变频器(2)相连，第一变频器(2)、第一电磁阀(3)、第一水泵(5)、第一各种传感器(6)分别和第一智能节点(4)相连，第n增氧机(11)和第n变频器(10)相连，第n变频器(10)、第n电磁阀(12)、第n水泵(14)、第n各种传感器(15)分别和第n智能节点(13)相连，第一智能节点(4)、第n智能节点(13)分别和LON总线(9)相连，LON总线(9)和ILON100路由器(8)相连，ILON100路由器(8)通过工业以太网和IPC工控机(7)相连。
在图2中，温度传感器(16)、溶解氧DO传感器(17)、盐度传感器(18)、pH传感器(19)、水位传惑器(20)分别和A/D转换器(21)相连，A/D转换器(21)和89C51单片机(22)相连，89C51单片机(22)分别和光电隔离电路(23)、存储器(24)、数码显示电路(25)、神经元芯片3150(31)相连，光电隔离电路(23)分别和继电器模块(26)、D/A转换器(27)相连，D/A转换器(27)和变频器(30)相连，变频器(30)和增氧机(32)相连，继电器模块(26)分别和电磁阀(28)、水泵电机(29)相连，电磁阀(28)和热水管道(33)相连，神经元芯片3150(31)和TP/FT-10收发器(34)相连，TP/FT-10收发器(34)和LON总线(9)相连。温度传感器(16)型号为AD590，溶解氧DO传感器型号为LJ0-3，盐度传感器型号为YZY4-1，pH传感器型号为KS-2，水位传惑器型号为全温度补偿低压力传感器。
在图3中，图3是图2中89C51单片机(22)的程序流程图。
Claims (1)
1.一种基于LON总线的水产养殖多环境参数测控装置，第一增氧机(1)和第一变频器(2)相连，第一变频器(2)、第一电磁阀(3)、第一水泵(5)、第一各种传感器(6)分别和第一智能节点(4)相连，第n增氧机(11)和第n变频器(10)相连，第n变频器(10)、第n电磁阀(12)、第n水泵(14)、第n各种传感器(15)分别和第n智能节点(13)相连，第一智能节点(4)、第n智能节点(13)分别和LON总线(9)相连，LON总线(9)和ILON100路由器(8)相连，ILON100路由器(8)通过工业以太网和IPC工控机(7)相连，温度传感器(16)、溶解氧DO传感器(17)、盐度传感器(18)、pH传感器(19)、水位传惑器(20)分别和A/D转换器(21)相连，A/D转换器(21)和89C51单片机(22)相连，89C51单片机(22)分别和光电隔离电路(23)、存储器(24)、数码显示电路(25)、神经元芯片3150(31)相连，光电隔离电路(23)分别和继电器模块(26)、D/A转换器(27)相连，D/A转换器(27)和变频器(30)相连，变频器(30)和增氧机(32)相连，继电器模块(26)分别和电磁阀(28)、水泵电机(29)相连，电磁阀(28)和热水管道(33)相连，神经元芯片3150(31)和TP/FT-10收发器(34)相连，TP/FT-10收发器(34)和LON总线(9)相连。
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