CN214427800U - 一种基于物联网水产养殖监控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于物联网水产养殖监控系统，包括多个水产养殖监控终端；水产养殖监控终端的箱体内部安装控制器、液晶显示模块、GPRS无线通信模块、GPS模块、LORA组网模块、开关电源；箱体顶部设置立柱；立柱上安装摄像机；所述水产养殖监控系统还包括水质传感器、增氧泵及其热继电器、投喂装置；液晶显示模块、GPRS无线通信模块、GPS模块、LORA组网模块、开关电源、摄像机、水质传感器增氧泵及其热继电器、投喂装置均与控制器相连；LORA组网模块用于组建短距离的LORA通信网络。本实用新型稳定性高、维护方便、成本低，同时该监控终端的入网通用性好，可安装在国内大多数相对偏远的水产养殖现场，终端可以对多个水产养殖装置进行全周期水质监测。

Description

一种基于物联网水产养殖监控系统

技术领域

本实用新型涉及水产监控领域，具体涉及一种基于物联网水产养殖监控系统。

背景技术

现有技术，申请号为：201810883871.0，发明名称为：一种水产养殖自动监控系统，公开了种基于互联网的水产养殖环境检测系统，包括:检测装置本体，所述检测装置本体内部设置主控模块且柱孔模块上部设有定位模块，所述检测装置本体左侧连接有环境检测模块且环境检测模块左侧连接有环境检测器。本实用新型在检测装置本体内部设置主控模块且主控模块与环境检测器相连接，环境检测器包括溶氧量传感器、 PH值传感器、温度传感器、盐分传感器和水位传感器，通过多组传感器对水产的养殖环境进行实时监测，检测数据通过数据处理中心收集、比对手口评测后反馈至监控终端，监控终端通过评测结果控制设备调控模块，设备调控模块连接的氧气机、加热器和净化器可以对环境进行调控，保证了养殖环境的安全性。但是存在以下问题（1）由于水产养殖对水质的检测的精准度要求较高，目前在传感器方面还主要依赖进口设备，使得水产养殖物联网技术的使用成本较高，一般小型养殖户一般较难承受；（2）市面上养殖设备功能单一、智能程度低、价格高昂：（3）不同的养殖池其规模不一样，需要监测的点的数量不一定，并且有时候需要对多个监控装置进行集中管理，现有的养殖设备适应规模和环境能力差。

实用新型内容

1.所要解决的技术问题：

针对上述技术问题，本实用新型提供一种基于物联网水产养殖监控系统，集成多种水质传感器，能够对水中的溶解氧、PH值、温度、电导率、氨氮、浊度等进行实时采集、精准测控、在线处理与传输，依托大数据平台，有利于实现养殖管理自动化，降低养殖风险。能够实现自动组网功能，适应于同规模的密封养殖池的多个监控共同监控管理。

2.技术方案：

一种基于物联网水产养殖监控系统，包括多个水产养殖监控终端；其特征在于：水产养殖监控终端包括箱体；所述箱体内部安装控制器、液晶显示模块、GPRS无线通信模块、GPS模块、LORA组网模块、开关电源；所述箱体顶部设置立柱；立柱上安装摄像机；所述水产养殖监控系统还包括水质传感器、增氧泵、投喂装置及其热继电器；液晶显示模块、GPRS无线通信模块、GPS模块、LORA组网模块、开关电源、摄像机、水质传感器增氧泵、投喂装置及其热继电器均与控制器相连；所述LORA组网模块用于作为无线节点组建短距离的LORA通信网络；GPRS模块用于与移动无线服务供应商组网，收发数据。

进一步地，所述控制器为法半导体的STM32F103C8T6系列ARM处理器；所述GPRS无线通信模块为USR-GM3模块，所述USR-GM3模块内部集成GPRS无线解析协议包。

进一步地，所述水质传感器包括温度传感器、PH值传感器、溶解氧传感器、氨氮传感器、水位传感器、浊度传感器、电导率传感器。

进一步地，所述GPRS无线通信模块与远程控制终端通信相连。

进一步地，所述箱体内设置手动按键与自动按键。

3.有益效果：

本水产养殖监控终端包括感知模块、控制器、液晶显示模块、GPRS无线通信模块、自组网模块、开关电源、增氧泵等组成。感知模块主要完成水产养殖水体的水质信息全面感知，采集信息包括：水体温度、电导率、PH值，溶解氧、氨氮等信息；控制器对传感器的数据进行采集，对采集到的水质信息进行对比，执行一些本地操作；GPS模块实现终端的定位；自组网模块用于对相邻的监控终端进行自组网，并通过GPRS模块将整个网络的控制器采集到的水质数据无线传输到服务器平台。液晶显示模块完成信息的本地展示。

本文设计的物联网水产养殖监控终端具有稳定性高、维护方便、成本低等优点。同时该监控终端的入网通用性好，可安装在国内大多数相对偏远的水产养殖现场。终端可以对水产养殖全周期水质监测。配合数据库软件系统、手机APP软件等，用户可通过手机APP，网页等多种方式，远程控制塘口增氧、喂料等操作，减少现场人工劳动强度。

附图说明

图1为一种基于物联网水产养殖监控系统的整体结构图；

图2为本实用新型中的一个水产养殖监控终端的外视图；

图3为本实用新型中的一个水产养殖监控终端的控制框图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行具体的说明。

如附图1至附图3一种基于物联网水产养殖监控系统，水产养殖监控终端包括箱体；所述箱体内部安装控制器、液晶显示模块、GPRS无线通信模块、GPS模块、LORA组网模块、开关电源；所述箱体顶部设置立柱；立柱上安装摄像机；所述水产养殖监控系统还包括水质传感器、增氧泵、投喂装置及其热继电器；液晶显示模块、GPRS无线通信模块、GPS模块、LORA组网模块、开关电源、摄像机、水质传感器增氧泵、投喂装置及其热继电器均与控制器相连；所述LORA组网模块用于作为无线节点组建短距离的LORA通信网络；GPRS模块用于与移动无线服务供应商组网，收发数据。

进一步地，所述控制器为法半导体的STM32F103C8T6系列ARM处理器；所述GPRS无线通信模块为USR-GM3模块，所述USR-GM3模块内部集成GPRS无线解析协议包。

进一步地，所述水质传感器包括温度传感器、PH值传感器、溶解氧传感器、氨氮传感器、水位传感器、浊度传感器、电导率传感器。

进一步地，所述GPRS无线通信模块与远程控制终端通信相连。

进一步地，所述箱体内设置手自动转换开关。

具体实施例：

本实用新型中，控制器主机芯片选用意法半导体的STM32F103C8T6系列ARM处理器，该处理器具有芯片能耗低、处理速度快、体积小和通用性好等特点，采用工业级设计，设备经过多种环境检测，具备多种容错设计，保证系统具备性能稳定、安全可靠的高效特性，满足长时间、不间断工作而免维护的需求。

水质检测传感器是物联网水产养殖监控终端的重要环节，本文通过各种水质传感器，检测水产养殖的温度、PH值、溶氧量、氨氮等水质信息。然后通过无线传输，将检测到的数据传输到服务器数据库。为统一与传感器的接口电路，在选型的时候，选择支持modbus通信协议的智能水质传感器。

网络是使用物理链路连接隔离的工作站，用于形成数据共享和数据通信目的的数据链路，物联网是基于万物互联的基础上提出的网络解决方案，通过物联网可以实现万物互联。本实用新型选用第二代移动通信（GPRS无线通信）技术，目前移动通信已经进入5G时代，从技术更新的角度,应该采用最新5G通信技术，但由于水产养殖场大多处于偏远的农村地区，有些地方目前只能做到2G覆盖，故本文选用GPRS无线通信，作为终端入网方式。GRPS模块选用山东有人科技的USR-GM3模块，该模块内部集成GPRS无线解析协议包，可实现通信数据的无线透传，系统开发和拓展方便。

本实用新型中采用基于物联网水产养殖监控终端的软件，基于KEIL5软件环境开发，由于水质参数是一个缓慢变化的量，为减小通信数据量，每过1分钟，养殖监控终端才会向服务器平台上传一次水质参数。当然，为了提高用户的操作体验，用户下发的控制指令，是会立即下发到控制器，实际测试下来，即使在较偏远地区3S钟内，能够完成远程控制指令的下发。

养殖监控终端有手动和自动两种工作状态，养殖监控终端默认工作在自动的状态，为保证系统在发生故障的情况下，也能够执行增氧、开启进水闸门等应急操作。系统设置了手动操作功能，用户可以通过手动手动操作，启动增氧泵、喂料机、进水闸门等，提高了系统的可靠性。

本实用新型中组网模块采用LORA组网模块， LoRa工作于未授权的ISM频道，我们可以使用LoRa模块及LoRa网关来自行组网，无需依赖移动运营商网络的基站信号覆盖，也无需支付给运营商们网络流量使用费。

系统软件设计主要分为设备初始化，水质传感器参数获取、系统当前工作状态检测，判断终端是否自动状态，根据手自动状态决定下一步的操作，假如工作在自动状态，将当前采集到的水质参数与设定值进行比较，假如水质参数适宜，则不执行控制指令，系统重复传感器数据采集操作；假如水质参数不适宜，则会执行响应的控制指令，改善养殖水质。

如系统工作在手动操作状态下，则此时用户可强行开启增氧泵、喂料机或进水闸等。水产养殖监控终端依然在采集传感器数据，并通过物联网将数据发送到数据库平台，方便系统收集相关水质数据，为后期大数据分析提供素材。

虽然本实用新型已以较佳实施例公开如上，但它们并不是用来限定本实用新型的，任何熟习此技艺者，在不脱离本实用新型之精神和范围内，自当可作各种变化或润饰，因此本实用新型的保护范围应当以本申请的权利要求保护范围所界定的为准。

Claims (5)

1.一种基于物联网水产养殖监控系统，包括多个水产养殖监控终端；其特征在于：水产养殖监控终端包括箱体；所述箱体内部安装控制器、液晶显示模块、GPRS无线通信模块、GPS模块、LORA组网模块、开关电源；所述箱体顶部设置立柱；立柱上安装摄像机；所述水产养殖监控系统还包括水质传感器、增氧泵、投喂装置及其热继电器；液晶显示模块、GPRS无线通信模块、GPS模块、LORA组网模块、开关电源、摄像机、水质传感器增氧泵、投喂装置及其热继电器均与控制器相连；所述LORA组网模块用于作为无线节点组建短距离的LORA通信网络；GPRS模块用于与移动无线服务供应商组网，收发数据。

2.根据权利要求1所述的一种基于物联网水产养殖监控系统，其特征在于：所述控制器为法半导体的STM32F103C8T6系列ARM处理器；所述GPRS无线通信模块为USR-GM3模块，所述USR-GM3模块内部集成GPRS无线解析协议包。

3.根据权利要求1所述的一种基于物联网水产养殖监控系统，其特征在于：所述水质传感器包括温度传感器、PH值传感器、溶解氧传感器、氨氮传感器、水位传感器、浊度传感器、电导率传感器。

4.根据权利要求1所述的一种基于物联网水产养殖监控系统，其特征在于： 所述GPRS无线通信模块与远程控制终端通信相连。

5.根据权利要求1所述的一种基于物联网水产养殖监控系统，其特征在于： 所述箱体内设置手自动转换开关。

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