CN212255302U - 一种基于LoRa技术的水族馆水质监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于LoRa技术的水族馆水质监测系统，包括设备主板，所述设备主板上连接有LoRa通信模块和接口模块，所述设备主板并连接有管理终端，所述接口模块的信号输入端连接有环境传感器，所述接口模块的信号输出端连接有控制设备，所述环境传感器包括空气温湿度传感器、光照度传感器、二氧化碳浓度传感器，及水电导率EC传感器、水PH值传感器、水含氧率OD传感器以及水温传感器；本实用新型，系统主要采用LoRa无线传输，避免了传统布线的麻烦。其中实时性监测数据通过LoRa无线传输技术进行传输。LoRa具有覆盖广、穿透强的特点，对于各种复杂的室内外安装环境有较强的适应力。

Description

一种基于LoRa技术的水族馆水质监测系统

技术领域

本实用新型涉及水族馆水质监测领域，具体为一种基于LoRa技术的水族馆水质监测系统。

背景技术

由于大多数生活在水族馆的动物对环境条件变化非常敏感，因此为了使动物正常生长，必须对水生环境的各种物理和化学参数进行定期监测，在每个生态系统中，都需要设置一些关键参数在适当的范围，通过过滤系统和定期换水，让生物量和系统参数保持在适当水平。在传统的水族馆水质监测中，各种参数（温度、pH、盐度等）主要依靠人工离线式测量来获取，存在耗时长、数据不完整、不准确的缺陷的问题，存在不能够实时掌握水生生物生活环境的问题，和存在少量自动化在线监测设备导致的监测不便的问题。为了提高水族馆中生物饲养的效率，需要充分利用专用广域无线网络技术，建立一套水生生物生活水质与设备运行状态监测系统。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于LoRa技术的水族馆水质监测系统，以解决上述背景技术中提出的传统的依靠人工离线式的水族馆水质监测中，存在的耗时长、数据不完整、不准确的缺陷的问题，存在的不能够实时掌握水生生物生活环境的问题，以及存在的少量自动化在线监测设备导致的监测不便的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种基于LoRa技术的水族馆水质监测系统，包括设备主板，所述设备主板上连接有LoRa通信模块和接口模块 ，所述设备主板并连接有管理终端，所述接口模块 的信号输入端连接有环境传感器，所述接口模块的信号输出端连接有控制设备。

优选的，所述环境传感器包括空气温湿度传感器、光照度传感器、二氧化碳浓度传感器，及水电导率EC传感器、水PH值传感器、水含氧率OD传感器以及水温传感器，所述环境传感器数据输入端连接有和接口模块 进行数据连接的传感数据采集点。

优选的，所述接口模块输出数据通过设备主板输入到LoRa通信模块。

优选的，所述LoRa通信模块采集的数据通过设备主板输入到管理终端。

优选的，所述管理终端包括云平台、PC管理终端和移动管理终端，所述云平台接收的数据经判断和处理分别传输到PC管理终端和移动管理终端。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1.本实用新型，系统主要采用LoRa无线传输，避免了传统布线的麻烦。其中实时性监测数据通过LoRa无线传输技术进行传输。LoRa具有覆盖广、穿透强的特点，对于各种复杂的室内外安装环境有较强的适应力。

2.本实用新型，系统平台软件方便易用，可在电脑端、手机端实时监控，进行大屏展示，还可以设置多种推送和报警方式，安全性高。

3.本实用新型，有利于24小时不间断监测减少了人力巡检成本和劳动强度，提升管理水平，节约管理成本；有效减少动物病害，提高水生动物生活质量，降低饲养风险；对水族馆的进行智能管理，减少不必要的能源费用开支，延长设备寿命；使得养殖精细管理，可实现饲料、药品高效利用，可节约饲料成本。

附图说明

图1为本实用新型监测系统传感数据采集点架构图；

图2为本实用新型场馆网络架构图；

图3为本实用新型数据传输流程图；

图中：1、设备主板；2、LoRa通信模块；3、接口模块；4、管理终端；5、环境传感器；6、控制设备。

具体实施方式

为了解决传统的依靠人工离线式的水族馆水质监测中，存在的耗时长、数据不完整、不准确的缺陷的问题，存在的不能够实时掌握水生生物生活环境的问题，以及存在的少量自动化在线监测设备导致的监测不便的问题，特提出一种基于LoRa技术的水族馆水质监测系统。下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1

请参阅图1-3，本实施例提供了一种基于LoRa技术的水族馆水质监测系统，包括设备主板1，设备主板1上连接有LoRa通信模块2和接口模块 3，设备主板1并连接有管理终端4，接口模块 3的信号输入端连接有环境传感器5，接口模块 3的信号输出端连接有控制设备6。

在传统的水族馆水质监测中，各种参数（温度、pH、盐度等）主要依靠人工离线式测量来获取，存在着耗时长、数据不完整、不准确的缺陷，不能够实时掌握水生生物生活的环境。少量自动化在线监测设备，有的是有线监测，线缆布放困难，有的是WiFi监测，受场馆建筑影响，信号不佳。为了提高水族馆中生物饲养的效率，需要充分利用专用广域无线网络技术，建立一套水生生物水质与设备运行状态监测系统。

通过现有成熟的LoRa技术，建设水族馆水质监测系统，能更好的解决这些问题。智能化控制系统会根据不同品种对环境要求，通过算法模型控制设备动作。按照现场设备运行情况，可以通过软件系统人工控制设备的启停，也可以通过现场控制柜对设备进行控制，包括对水温、水位、溶解氧的控制等。智能控制可以尽快调节水产环境，使恢复到最适宜环境。这样不但能够提高收集数据的频率和可靠性，也能减轻水族馆工作人员的任务。

本实施例中，系统主要采用LoRa无线传输，避免了传统布线的麻烦。其中实时性监测数据通过LoRa无线传输技术进行传输。LoRa具有覆盖广、穿透强的特点，对于各种复杂的室内外安装环境有较强的适应力;系统平台软件方便易用，可在电脑端、手机端实时监控，进行大屏展示，还可以设置多种推送和报警方式，安全性高。

实施例2

请参阅图1-3，在实施例1的基础上做了进一步改进：环境传感器5包括空气温湿度传感器、光照度传感器、二氧化碳浓度传感器，及水电导率EC传感器、水PH值传感器、水含氧率OD传感器以及水温传感器，环境传感器5数据输入端连接有和接口模块 3进行数据连接的传感数据采集点；接口模块 3输出数据通过设备主板1输入到LoRa通信模块2；LoRa通信模块2采集的数据通过设备主板1输入到管理终端4；管理终端4包括云平台、PC管理终端和移动管理终端，云平台接收的数据经判断和处理分别传输到PC管理终端和移动管理终端。

本实施例中，本系统包括水族馆水质监测传感器、传感数据采集节点、LoRa网关、数据平台。

水质监测传感器是数量多个且按要求安装于水族馆特定位置的装置，传感器包括且不限于空气温湿度传感器、光照度传感器、二氧化碳浓度传感器等空气监测设备，以及水电导率EC传感器、水PH值传感器、水含氧率OD传感器以及水温传感器等水质监测设备，位置包括且不限于场馆水循环出入水口、动物主要活动区域水面、水底，传感器本身防水且通过防水线缆传输数据与电源。

传感数据采集点是采集一个区域传感器数据且通过LoRa技术将数据传输到LoRa网关的装置，采集点可以采集1-128个传感器的数据，并提供接口接入传感器线缆，用以提供电源和采集数据。采集点将传感器数据进行处理后，通过LoRa无线网络上传到LoRa网关。采集点根据现场情况安装光伏电池取电或就近取市电。

LoRa网关将接收的多个采集点的数据转发到系统平台，由于LoRa特性，可室外覆盖5KM或室内覆盖1KM半径并有较强的穿透能力，网关针对安装和环境适应能力进行专门设计，例如支持太阳能+储能电池的自供电方案，抱杆、挂墙等灵活多样的部署模式，实现即装即用。根据应用场景不同应支持IP65—IP68高防护等级，-40℃—70℃的温度范围，抗恶劣环境室外型工业级设备。一个水族馆只需设置一套网关，为信息安全，也可以设置一套备用。LoRa网关一般安装于水族馆中心。

系统平台将接收的传感器信息进行存储处理，并将结果进行反馈、展示。监控管理系统平台可以有效的对监测点数据进行查看、统计、分析、告警并有反向控制能力，按照需求分为管理中心的PC客户端和移动终端的APP客户端。

基于LoRa技术的水族馆水质监测系统及方法基于以下步骤实现：

a.在各动物场馆关键监测位置布放传感器；

b.在各动物场馆易于取电处安装传感数据采集点，通过防水线缆连接传感器；

c.在场馆中心安装LoRa网关，网关可装于室内或室外，取市电或光伏电池；

d.水质信息通过传感器上传到采集器，采集器根据预定的时间间隔T定时将数据通过网关透传到管理平台；

e.管理平台接收存储数据，并根据各类水生动物饲养标准阈值对各传感数据进行判断，在阈值内反馈正常，超出阈值一次进行预警，连续三次进行告警；

f.预警信息和告警信息在平台大屏上通过声光显示，并推送到管理人员的移动终端如手机上，提醒管理人员介入，采取措施；

g.传感数据恢复正常，告警消除，告警记入日志。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1. 一种基于LoRa技术的水族馆水质监测系统，包括设备主板（1），其特征在于：所述设备主板（1）上连接有LoRa通信模块（2）和接口模块 （3），所述设备主板（1）可以连接管理终端（4），所述接口模块（3）的信号输入端连接有环境传感器（5），所述接口模块（3）的信号输出端可以连接控制设备（6）。

2.根据权利要求1 所述的一种基于LoRa技术的水族馆水质监测系统，其特征在于：所述环境传感器（5）包括空气温湿度传感器、光照度传感器、二氧化碳浓度传感器，及水电导率EC传感器、水PH值传感器、水含氧率OD传感器以及水温传感器，所述环境传感器（5）数据输入端连接有和接口模块 （3）进行数据连接的传感数据采集点。

3.根据权利要求2所述的一种基于LoRa技术的水族馆水质监测系统，其特征在于：所述接口模块（3）输出数据通过设备主板（1）输入到LoRa通信模块（2）。

4.根据权利要求3所述的一种基于LoRa技术的水族馆水质监测系统，其特征在于：所述LoRa通信模块（2）采集的数据通过设备主板（1）输入到管理终端（4）。

5.根据权利要求1所述的一种基于LoRa技术的水族馆水质监测系统，其特征在于：所述管理终端（4）包括云平台、PC管理终端和移动管理终端，所述云平台接收的数据经判断和处理分别传输到PC管理终端和移动管理终端。

Images