CN204579513U - 基于无线传感器网络监测节点的鱼塘水质鱼塘监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种基于无线传感器网络监测节点的鱼塘水质鱼塘监测系统，包括水质监测点，中继节点和监控中心，该鱼塘水质鱼塘监测系统，能够对鱼塘的水质进行实时监测，确保鱼塘水质长期处于最适宜鱼类生存的状态，提高鱼塘的产量与质量；而且采用多个点覆盖鱼塘进行监测，监测范围广，数据准确性高；所采用的无线通信技术，使得整个监测系统铺设的线缆大量减少，节省了系统投资成本，选择的ZigBee无线通信技术，具有功耗低，节约能源，电池持续工作时间长，更换一次无线传感器监测点的电池可以工作一个星期，操作方便，只需要定期进行更换就可以保证可靠的持续监测鱼塘的水质效果，具有很高的性价比。

Description

基于无线传感器网络监测节点的鱼塘水质鱼塘监测系统

技术领域

本实用新型属于综合监测管理系统技术领域，具体涉及一种基于无线传感器网络监测节点的鱼塘水质鱼塘监测系统。

背景技术

一般理想的池塘，要求面积较大，池水较深，光照充分，水源畅通，水质肥沃，交通方便，以利于鱼类的生长和产量的提高，并利于生产管理。具体来说，应具备如下的几方面的条件：

1、面积和水深。池塘的大小和深浅，与鱼产量的高低有着非常密切的关系。生产实践证明，成鱼塘的面积以4—10亩以宜，水深最好是2—3米。鱼种塘的面积则可在5亩以下，水深1.5米左右。

2、土质和底质。鱼塘多是挖土修建而成，土质对水质的影响极大。池塘的土质以黑土最好，粘土次之，砂土最差。

池塘经过一段时间养鱼后，塘底逐渐形成一层厚的淤泥，这是残剩的饲料、肥料、鱼粪和死亡的生物体等不断沉积，与池底的泥砂混合而成。池塘中有一定的淤泥，塘水容易变肥，有利于养鱼和高产。但淤泥过多会使水质恶化，影响鱼类的生长，甚至引起鱼的死亡。因此，淤泥过多必须及时清除，以保持良好的水质。

3、水源和水质。良好的水质，要求溶氧充足，酸碱适中(pH值7—8.5)，水温较好(最好25—30℃)，营养盐丰富，水质较肥(水色为绿豆色、黄绿色、黄褐色和淡酱油色，透明度为25—30cm)，不含有毒物质。

鱼塘的面积、水深、土质等这些因素，是环境因素，在鱼塘设计建设之初，或者随着地域不同，已经决定；而水质的好坏，则需要进行长期的监测，它是随着鱼塘中所养的鱼的种类，数量，动态变化着，能否长期处于鱼类生存的适宜状态，直接影响着鱼塘的产鱼产量和质量，因此，对于水质的监测尤为重要。

无线传感器网络(WirelessSensorNetworks,WSN)是一种分布式传感网络，它的末梢是可以感知和检查外部世界的传感器。WSN中的传感器通过无线方式通信，因此网络设置灵活，设备位置可以随时更改，还可以跟互联网进行有线或无线方式的连接。通过无线通信方式形成的一个多跳自组织网络。

WSN的发展得益于微机电系统(Micro-Electro-MechanismSystem,MEMS)、片上系统(SystemonChip,SoC)、无线通信和低功耗嵌入式技术的飞速发展。WSN广泛应用于军事、智能交通、环境监控、医疗卫生等多个领域。

如果能够将无线传感器网络技术应用于鱼塘水质监测将会大大提高鱼的产量与质量。

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器网络监测节点的鱼塘水质鱼塘监测系统。

本实用新型提供了一种基于无线传感器网络监测节点的鱼塘水质鱼塘监测系统，包括水质监测点，中继节点和监控中心；

所述水质监测点为无线传感器监测节点，该无线传感器监测节点连接多种水质监测传感器，同时监测水的温度、含氧量、pH值，并将相应的信息处理转换后发送到中继节点；

所述中继节点通过无线通信技术与水质监测点电连接，用于接收水质监测点的监测数据，然后通过无线或者有线通信模块将数据传输到监控中心；

所述监控中心设置在远端机房，用于接收中继节点发送的数据信息。

所述水质监测点包括电源模块，处理器，通信模块，天线，AD转换模块，温度传感器，氧浓度传感器，pH值传感器；

所述电源模块分别与通信模块，处理器，温度传感器，氧浓度传感器，pH值传感器电连接，提供电能；

所述温度传感器，氧浓度传感器，pH值传感器均通过AD转换模块与处理器电连接；

所述处理器还顺次与通信模块、天线电连接；

所述电源模块分别与处理器，通信模块，AD转换模块，温度传感器，氧浓度传感器，pH值传感器电连接。

所述处理器还连接有USB接口和电量指示灯，所述USB接口用于连接计算机，设定水质监测点的参数。

所述中继节点包括MCU处理器，通信模块，天线，电源转换电路，蓄电池；

所述电源转换电路分别与MCU处理器，通信模块和蓄电池电连接；所述MCU处理器通过通信模块与天线电连接，用于接收水质监测点发送的数据，然后传送到监控中心。

所述中继节点还设置有存储模块，所述存储模块与MCU处理器电连接，用于存储水质监测的数据信息。

所述通信模块均为采用Zigbee通信协议的无线通信模块，其核心是无线射频芯片CC2420。

上述的基于无线传感器网络监测节点的鱼塘水质鱼塘监测系统，所述水质监测点设置不少于两个，中继节点设置有至少有1个。

本实用新型的有益效果：本实用新型提供的这种基于无线传感器网络监测节点的鱼塘水质鱼塘监测系统，包括水质监测点，中继节点和监控中心；所述水质监测点为无线传感器监测节点，该无线传感器监测节点连接多种水质监测传感器，同时监测水的温度、含氧量、pH值，并将相应的信息处理转换后发送到中继节点；所述中继节点通过无线通信技术与水质监测点电连接，用于接收水质监测点的监测数据，然后通过无线或者有线通信模块将数据传输到监控中心；所述监控中心设置在远端机房，用于接收中继节点发送的数据信息，因此，该基于无线传感器网络监测节点的鱼塘水质鱼塘监测系统，能够对鱼塘的水质进行实时监测，确保鱼塘水质长期处于最适宜鱼类生存的状态，提高鱼塘的产量与质量；而且采用多个点覆盖鱼塘进行监测，监测范围广，数据准确性高；所采用的无线通信技术，使得整个监测系统铺设的线缆大量减少，节省了系统投资成本，选择的ZigBee无线通信技术，具有功耗低，节约能源，电池持续工作时间长，更换一次无线传感器监测点的电池可以工作一个星期，操作方便，只需要定期进行更换就可以保证可靠的持续监测鱼塘的水质效果，具有很高的性价比。

以下将结合附图对本实用新型做进一步详细说明。

附图说明

图1是于无线传感器监测节点的鱼塘水质鱼塘监测系统示意图。

图2是水质监测点模块示意图。

图3是中继节点模块示意图。

具体实施方式

为进一步阐述本实用新型达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及实施例对本实用新型的具体实施方式、结构特征及其功效，详细说明如下。

实施例1：

为了解决现有鱼塘水质鱼塘监测系统长时间实时监测鱼塘水质困难的问题，本实用新型提供了一种基于无线传感器网络监测节点的鱼塘水质鱼塘监测系统，包括水质监测点，中继节点和监控中心；

所述水质监测点为无线传感器监测节点，该无线传感器监测节点连接多种水质监测传感器，同时监测水的温度、含氧量、pH值，并将相应的信息处理转换后发送到中继节点；

所述中继节点通过无线通信技术与水质监测点电连接，用于接收水质监测点的监测数据，然后通过无线或者有线通信模块将数据传输到监控中心；

所述监控中心设置在远端机房，用于接收中继节点发送的数据信息。

如图1所示，中继节点M设置于水质监测点1，2，3，4，5的中间，用于接收这些水质监测点的数据，然后将数据发送到监测中心；中继节点M1设置于水质监测点11，12，13，14，15的中间，用于接收这些水质监测点的数据，然后将数据发送到监测中心；以此类推，中继节点MN设置于水质监测点N1，N2，N3，N4，N5的中间，用于接收这些水质监测点的数据，然后将数据发送到监测中心。

这些水质监测点构成一个网，可以间隔10～20米进行布置，只需要一个中继节点与周围的水质监测点能够保持连通，就可以将信息反馈到监控中心；这样根据鱼塘大小的不同，设置有限个中继节点就可以在鱼塘内随便设置水质监测点，而能够很方便的监测到设置点的水质情况，即节省资源，又能够动态监测水质状态。

中继节点与监测中心根据实际鱼塘大小、传输距离的不同可以选择采用有限传输还是无线传输，采用有限传输可以通过光缆连接中继节点与监测中心进行数据传输；选择采用无线传输可以是采用3G，GPRS，WLAN等这些传输距离相对较远的无线通信技术。

实施例2：

如图2所示，上述的基于无线传感器网络监测节点的鱼塘水质鱼塘监测系统，水质监测点包括电源模块，处理器，通信模块，天线，AD转换模块，温度传感器，氧浓度传感器，pH值传感器；

所述电源模块分别与通信模块，处理器，温度传感器，氧浓度传感器，pH值传感器电连接，提供电能；该电源模块采用锂电池进行供电，可以持续工作一周时间。

所述温度传感器，氧浓度传感器，pH值传感器均通过AD转换模块与处理器电连接；

所述处理器还顺次与通信模块、天线电连接；

所述电源模块分别与处理器，通信模块，AD转换模块，温度传感器，氧浓度传感器，pH值传感器电连接。

上述的基于无线传感器网络监测节点的鱼塘水质鱼塘监测系统，所述处理器还连接有USB接口和电量指示灯，所述USB接口用于连接监控中心或者计算机；所述电量指示灯用于发出电量提醒信息；同时处理器还可以将锂电池的电量信息通过中继节点发送到监控中心，方面工作人员及时发现电量不足的监测点，及时更换电池，补充电量。

实施例3：

如图3所示，上述的基于无线传感器网络监测节点的鱼塘水质鱼塘监测系统，所述中继节点包括MCU处理器，通信模块，天线，电源转换电路，蓄电池；

所述电源转换电路分别与MCU处理器，通信模块和蓄电池电连接；所述MCU处理器通过通信模块与天线电连接，用于接收水质监测点发送的数据，然后传送到监控中心。

所述中继节点还设置有存储模块，所述存储模块与MCU处理器电连接，用于存储水质监测的数据信息。

上述的基于无线传感器网络监测节点的鱼塘水质鱼塘监测系统，所述通信模块均为采用Zigbee通信协议的无线通信模块，其核心是无线射频芯片CC2420。

MCU处理器为满足需要的单片机，可以是MSP430等型号的单片机，单片机可以预留一些管脚扩展其他功能，比如可以增加一个存储模块，这样MCU处理器具有更大的存储空间，不必实时发送数据给监控中心，自己就可以对水质监控数据进行一定量的存储，监控，只需要定期向监控中心进行报告即可。

综上所述，该基于无线传感器网络监测节点的鱼塘水质鱼塘监测系统，能够对鱼塘的水质进行实时监测，确保鱼塘水质长期处于最适宜鱼类生存的状态，提高鱼塘的产量与质量；而且采用多个点覆盖鱼塘进行监测，监测范围广，数据准确性高；所采用的无线通信技术，使得整个监测系统铺设的线缆大量减少，节省了系统投资成本，选择的ZigBee无线通信技术，具有功耗低，节约能源，电池持续工作时间长，更换一次无线传感器监测点的电池可以工作一个星期，操作方便，只需要定期进行更换就可以保证可靠的持续监测鱼塘的水质效果，具有很高的性价比。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种基于无线传感器网络监测节点的鱼塘水质鱼塘监测系统，其特征在于：包括水质监测点，中继节点和监控中心；

所述水质监测点为无线传感器监测节点，该无线传感器监测节点连接多种水质监测传感器，同时监测水的温度、含氧量、pH值，并将相应的信息处理转换后发送到中继节点；

所述中继节点通过无线通信技术与水质监测点电连接，用于接收水质监测点的监测数据，然后通过无线或者有线通信模块将数据传输到监控中心；

所述监控中心设置在远端机房，用于接收中继节点发送的数据信息。

2.如权利要求1所述的基于无线传感器网络监测节点的鱼塘水质鱼塘监测系统，其特征在于：所述水质监测点包括电源模块，处理器，通信模块，天线，AD转换模块，温度传感器，氧浓度传感器，pH值传感器；

所述电源模块分别与通信模块，处理器，温度传感器，氧浓度传感器，pH值传感器电连接，提供电能；

所述温度传感器，氧浓度传感器，pH值传感器均通过AD转换模块与处理器电连接；

所述处理器还顺次与通信模块、天线电连接；

所述电源模块分别与处理器，通信模块，AD转换模块，温度传感器，氧浓度传感器，pH值传感器电连接。

3.如权利要求2所述的基于无线传感器网络监测节点的鱼塘水质鱼塘监测系统，其特征在于：所述处理器还连接有USB接口和电量指示灯，所述USB接口用于连接计算机，设定水质监测点的参数。

4.如权利要求1所述的基于无线传感器网络监测节点的鱼塘水质鱼塘监测系统，其特征在于：所述中继节点包括MCU处理器，通信模块，天线，电源转换电路，蓄电池；

所述电源转换电路分别与MCU处理器，通信模块和蓄电池电连接；所述MCU处理器通过通信模块与天线电连接，用于接收水质监测点发送的数据，然后传送到监控中心。

5.如权利要求4所述的基于无线传感器网络监测节点的鱼塘水质鱼塘监测系统，其特征在于：所述中继节点还设置有存储模块，所述存储模块与MCU处理器电连接，用于存储水质监测的数据信息。

6.如权利要求2或4所述的基于无线传感器网络监测节点的鱼塘水质鱼塘监测系统，其特征在于：所述通信模块均为采用Zigbee通信协议的无线通信模块，其核心是无线射频芯片CC2420。

7.如权利要求或1所述的基于无线传感器网络监测节点的鱼塘水质鱼塘监测系统，其特征在于：所述水质监测点设置不少于两个，中继节点设置有至少有1个。