CN214846424U - 一种智能水产养殖测控装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种智能水产养殖测控装置。该装置包括多组参数采集模块、通信模块、控制模块、输入模块、显示模块和执行模块；多组参数采集模块分别与控制模块通信连接，控制模块分别与通信模块、显示模块、输入模块和执行模块通信连接。本实用新型为了解决现有技术中采样点较少，不能准确反映整个水产装置环境各个参数状态，实时控制功能弱的问题，采用无线多点数据参数采集，实现了实时全面精确检测水温、PH、水位等环境数据的功能，为管理者科学管理提供原始数据，同时能根据采样参数对养殖环境进行实时调整控制。
Description
技术领域
本实用新型涉及水产养殖领域，尤其涉及一种智能水产养殖测控装置。
背景技术
国内水产养殖发展已经发展了很多年，在产量上也已经有了一定规模，但是，在产品种类，以及产品质量上仍有待加强。转变现在的水产养殖发展模式，在促进规模化的发展途中，要比以前更加注重水产品质量的提升。现在的水产养殖技术方案数据采样点较少，不能准确反映整个水产养殖环境的各个参数状态，同时实现实时控制的功能较弱。
发明内容
针对现有技术中的上述不足，本实用新型提供了一种智能水产养殖测控装置。
为了达到上述发明目的，本实用新型采用的技术方案为：
一种智能水产养殖测控装置，包括多组参数采集模块、通信模块、控制模块、输入模块、显示模块和执行模块；多组参数采集模块分别与控制模块通信连接，控制模块分别与通信模块、显示模块、输入模块和执行模块通信连接。
本实用新型具有以下有益效果：本实用新型采用无线多点数据参数采集，实现了实时全面精确检测水温、PH、水位等环境数据的功能，为管理者科学管理提供原始数据，同时用户能根据采样参数，及时的对养殖环境进行实时调整控制，实现了高效，稳定的水产养殖生产。
优选地，参数采集模块包括型号为STM32F103C8T6的单片机U1、ZigBee 发射芯片P4、PH值传感器P1、温度传感器P2和水位传感器P3，单片机U1的三个GND引脚接地，两个3V3引脚连接3.3V电压，5V引脚连接VCC电源。
该优选方案具有以下有益效果：STM32F103C8T6单片机封装体积小，价格低，性能足够，在降低了系统成本的同时保证了系统的可靠性。
优选地，ZigBee发射芯片P4的1号引脚连接单片机U1的PA9引脚，2号引脚连接单片机U1的PA10引脚，3号引脚连接电源VCC，4号引脚接地。
该优选方案具有以下有益效果：ZigBee芯片成本低，通信稳定性高，功耗低，传输距离远，符合本实用新型中采集模块和控制模块之间的信息传输需求。
优选地，PH值传感器P1的1号引脚连接单片机U1的PB10引脚，2号引脚连接单片机U1的PB11引脚，3号引脚、电容C4一端和电容C3一端连接电源VCC，4号引脚、电容C4另一端和电容C3另一端接地。
该优选方案具有以下有益效果：能实现养殖池PH的实时精确测量。
优选地，温度传感器P2采用DS18B20芯片，其1号引脚和电阻R1的一端连接3.3V电压，2号引脚和电阻R1另一端连接单片机U1的PA1引脚，3号引脚接地。
该优选方案具有以下有益效果：DS18B20芯片价格低，引脚少，安装使用方便，能实现养殖池水温的实时测量。
优选地，水位传感器P3的1号引脚连接单片机U1的PB0引脚，2号引脚连接3.3V电压，3号引脚接地。
该优选方案具有以下有益效果：能实现养殖池水位值的实时测量。
优选地，控制模块包括型号为STM32F103C8T6的单片机U2和ZigBee接收芯片P5，单片机U2的三个GND引脚接地，两个3V3引脚连接3.3V电压， 5V引脚连接VCC电源；ZigBee接收芯片P5的1号引脚连接单片机U2的PA9 引脚，2号引脚连接单片机U2的PA10引脚，3号引脚连接电源VCC，4号引脚接地。
该优选方案具有以下有益效果STM32F103C8T6单片机封装体积小，价格低，性能足够，在降低了系统成本的同时保证了系统的可靠性，ZigBee芯片成本低，通信稳定性高，功耗低，传输距离远。
优选地，输入模块包括键盘，显示模块包括型号LCD1602的液晶显示屏 U3，液晶显示屏U3的GND引脚和B_GND引脚接地，VCC引脚和B_VCC引脚连接VCC电源，VL引脚连接滑动变阻器R2，滑动变阻器R2另一端接地；液晶显示屏U3的R/S引脚连接单片机U1的PB9引脚，R/W引脚连接单片机 U1的PB8引脚，EN引脚连接单片机U1的PB7引脚，D4引脚连接单片机U1 的PB6引脚，D5引脚连接单片机U1的PB5引脚，D6引脚连接单片机U1的 PB4引脚，D7引脚连接单片机U1的PB3引脚。
该优选方案具有以下有益效果：LCD1602液晶显示器是广泛使用的一种字符型液晶显示模块，是专门用于显示字母、数字和符号等的点阵式LCD，符合本实用新型中采集参数值显示的需求。
优选地，通信模块包括型号为L506的4G芯片P6，4G芯片P6的GND引脚接地，VCC引脚连接开关S1一端，开关S1另一端分别与电容C1一端、电容C2一端和电源VCC连接，电容C1另一端和电容C2另一端接地；4G芯片 P6的D-引脚连接单片机U2的PA15引脚，D+引脚连接单片机U2的PB3引脚。
该优选方案具有以下有益效果：采用4G芯片作为通信模块连接控制模块和用户客户端(手机或PC)，传输速度快，传输距离远，功耗低，实现了远程监控功能。
优选地，执行模块包括两个型号为HRS1H-S-DC5V的继电器J1、J2和执行设备，继电器J1和单片机U2的PB13引脚连接，继电器J2和单片机U2的PB12 引脚连接。
该优选方案具有以下有益效果：实现了养殖池环境参数实时控制功能，保证了水产品的养殖质量。
附图说明
图1是本实用新型一种智能水产养殖装置的结构示意图；
图2是本实用新型实施例中参数采集模块的结构示意图；
图3是本实用新型实施例中单片机U1的电路原理图；
图4是本实用新型实施例中ZigBee发射芯片P4的电路原理图；
图5是本实用新型实施例中PH值传感器P1的电路原理图；
图6是本实用新型实施例中温度传感器P2的电路原理图；
图7是本实用新型实施例中水位传感器P3的电路原理图；
图8是本实用新型实施例中单片机U2的电路原理图；
图9是本实用新型实施例中ZigBee接收芯片P5的电路原理图；
图10是本实用新型实施例中4G芯片P6的电路原理图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
请参照图1，本实用新型提供了一种智能水产养殖测控装置，包括多组参数采集模块、通信模块、控制模块、输入模块、显示模块和执行模块；多组参数采集模块分别与控制模块通信连接，控制模块分别与通信模块、显示模块、输入模块和执行模块通信连接。
参数采集模块采集环境参数后传输给控制模块，控制模块将接受到的环境参数通过显示模块进行显示并通过通信模块将参数传输到用户客户端(手机或PC)上，通过输入模块对环境参数进行设置，设置好后控制模块控制执行模块对环境参数进行调整。
参数采集模块实现了无线参数采集和数据发送功能，该模块根据具体水产养殖的要求进行设置模块的数量，一般设置5个采集点，基本可以实现准确数据采集，CPU通过专业传感器把采集的数据进行初步处理后，通过ZigBee发射芯片无线发送给控制模块。
请参照图2，本实用新型实施例中，参数采集模块包括型号STM32F103C8T6 的单片机U1、ZigBee发射芯片P4、PH值传感器P1、温度传感器P2和水位传感器P3，请参照图3，单片机U1的三个GND引脚接地，两个3V3引脚连接3.3V 电压，5V引脚连接VCC电源。
请参照图4，本实用新型实施例中，ZigBee发射芯片P4的1号引脚连接单片机U1的PA9引脚，2号引脚连接单片机U1的PA10引脚，3号引脚连接电源 VCC，4号引脚接地。
请参照图5，本实用新型实施例中，PH值传感器P1的1号引脚连接单片机 U1的PB10引脚，2号引脚连接单片机U1的PB11引脚，3号引脚、电容C4一端和电容C3一端连接电源VCC，4号引脚、电容C4另一端和电容C3另一端接地。
请参照图6，本实用新型实施例中，温度传感器P2采用DS18B20芯片，其 1号引脚和电阻R1的一端连接3.3V电压，2号引脚和电阻R1另一端连接单片机U1的PA1引脚，3号引脚接地。
请参照图7，本实用新型实施例中，水位传感器P3的1号引脚连接单片机 U1的PB0引脚，2号引脚连接3.3V电压，3号引脚接地。
本实用新型实施例中，控制模块包括型号为STM32F103C8T6的单片机U2 和ZigBee接收芯片P5，请参照图8，单片机U2的三个GND引脚接地，两个 3V3引脚连接3.3V电压，5V引脚连接VCC电源；请参照图9，ZigBee接收芯片P5的1号引脚连接单片机U2的PA9引脚，2号引脚连接单片机U2的PA10 引脚，3号引脚连接电源VCC，4号引脚接地。
控制模块主要实现作为主机的功能，通过输入模块具体实现对各个控制参数的设置以及对各个参数采集点参数的接受以及对参数的数据运算与处理，然后通过显示模块进行显示。
本实用新型实施例中，输入模块包括键盘，显示模块包括型号LCD1602的液晶显示屏U3，液晶显示屏U3的GND引脚和B_GND引脚接地，VCC引脚和B_VCC引脚连接VCC电源，VL引脚连接滑动变阻器R2，滑动变阻器R2 另一端接地；液晶显示屏U3的R/S引脚连接单片机U1的PB9引脚，R/W引脚连接单片机U1的PB8引脚，EN引脚连接单片机U1的PB7引脚，D4引脚连接单片机U1的PB6引脚，D5引脚连接单片机U1的PB5引脚，D6引脚连接单片机U1的PB4引脚，D7引脚连接单片机U1的PB3引脚。
请参照图10，本实用新型实施例中，通信模块包括型号为L506的4G芯片 P6，4G芯片P6的GND引脚接地，VCC引脚连接开关S1一端，开关S1另一端分别与电容C1一端、电容C2一端和电源VCC连接，电容C1另一端和电容 C2另一端接地；4G芯片P6的D-引脚连接单片机U2的PA15引脚，D+引脚连接单片机U2的PB3引脚。
控制模块接收到采集的环境参数后可以通过通信模块实现将实时数据发送给手机端或者服务器，实现远程监控。
本实用新型实施例中，执行模块包括两个型号为HRS1H-S-DC5V的继电器 J1、J2和执行设备，继电器J1和单片机U2的PB13引脚连接，继电器J2和单片机U2的PB12引脚连接。
当控制模块对采集到的数据进行分析时候，与设定的参数进行比较，如果有对应的参数出现超过范围，则单片机U2会通过接口电路自动控制执行模块实现对PH值、温度和水位等参数的动态调整。
本实用新型应用ZigBee模块是将水产养殖的PH值、温度和水位参数无线传输给主控计算机再通过4G模块发送给手机客户端或者PC，从而实现远程无线监测。ZigBee模块传送数据距离可以达到几百甚至几千米，而且速率也能满足，在大型水产养殖中非常适合。同时采用采用分布式的布局传感器，多点检测。配套着控制系统一起使用，当检测到数据异常时，触发报警系统，例如水位升高，可以采取降低水位的措施；PH降低，可以采用既定措施进行调整水域的PH值。这样便可以实现智能化的水产养殖。
本实用新型采用以STM32CPU为核心控制器的水产养殖检测系统。采用分布式的布局传感器，对水产养殖的PH值、温度和水位参数进行多点实时检测。在检测过程中产生的数据，通过ZigBee模块在有效距离内传输给控制模块。 ZigBee芯片传送数据距离可以达到几百甚至几千米，而且速率也能满足，在大型水产养殖中非常适合。再由通信模块实时发送到客户端(手机或PC)。在此过程中，传感器能够不间断检测并发送数据，通过STM32CPU处理器对数据的实时分析得到精度高，数据稳定的水产养殖参数，实现多点分布式采集数据，将数据经过对比筛选处理后，传输给客户端，用户能根据数据的显示，及时采用执行模块对环境参数做出相应的调整，实现高效，稳定的水产养殖生产，具有实用性。
本领域的普通技术人员将会意识到，这里所描述的实施例是为了帮助读者理解本实用新型的原理，应被理解为本实用新型的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本实用新型公开的这些技术启示做出各种不脱离本实用新型实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本实用新型的保护范围内。
Claims (9)
1.一种智能水产养殖测控装置，其特征在于：包括多组参数采集模块、通信模块、控制模块、输入模块、显示模块和执行模块；所述多组参数采集模块分别与控制模块通信连接，所述控制模块分别与所述通信模块、所述显示模块、所述输入模块和所述执行模块通信连接。
2.如权利要求1所述的一种智能水产养殖测控装置，其特征在于：所述参数采集模块包括型号为STM32F103C8T6的单片机U1、ZigBee发射芯片P4、PH值传感器P1、温度传感器P2和水位传感器P3，所述单片机U1的三个GND引脚接地，两个3V3引脚连接3.3V电压，5V引脚连接VCC电源。
3.如权利要求2所述的一种智能水产养殖测控装置，其特征在于：所述ZigBee发射芯片P4的1号引脚连接所述单片机U1的PA9引脚，2号引脚连接所述单片机U1的PA10引脚，3号引脚连接电源VCC，4号引脚接地。
4.如权利要求2所述的一种智能水产养殖测控装置，其特征在于：所述PH值传感器P1的1号引脚连接所述单片机U1的PB10引脚，2号引脚连接所述单片机U1的PB11引脚，3号引脚、电容C4一端和电容C3一端连接电源VCC，4号引脚、所述电容C4另一端和所述电容C3另一端接地。
5.如权利要求2所述的一种智能水产养殖测控装置，其特征在于：所述温度传感器P2采用DS18B20芯片，其1号引脚和电阻R1的一端连接3.3V电压，2号引脚和所述电阻R1另一端连接所述单片机U1的PA1引脚，3号引脚接地。
6.如权利要求2所述的一种智能水产养殖测控装置，其特征在于：所述水位传感器P3的1号引脚连接所述单片机U1的PB0引脚，2号引脚连接3.3V电压，3号引脚接地。
7.如权利要求1所述的一种智能水产养殖测控装置，其特征在于：所述控制模块包括型号为STM32F103C8T6的单片机U2和ZigBee接收芯片P5，所述单片机U2的三个GND引脚接地，两个3V3引脚连接3.3V电压，5V引脚连接VCC电源；所述ZigBee接收芯片P5的1号引脚连接所述单片机U2的PA9引脚，2号引脚连接所述单片机U2的PA10引脚，3号引脚连接电源VCC，4号引脚接地。
8.如权利要求7所述的一种智能水产养殖测控装置，其特征在于：所述通信模块包括型号为L506的4G芯片P6，所述4G芯片P6的GND引脚接地，VCC引脚连接开关S1一端，开关S1另一端分别与电容C1一端、电容C2一端和电源VCC连接，所述电容C1另一端和所述电容C2另一端接地；所述4G芯片P6的D-引脚连接所述单片机U2的PA15引脚，D+引脚连接所述单片机U2的PB3引脚。
9.如权利要求7所述的一种智能水产养殖测控装置，其特征在于：所述执行模块包括两个型号为HRS1H-S-DC5V的继电器J1、J2和执行设备，所述继电器J1和所述单片机U2的PB13引脚连接，所述继电器J2和所述单片机U2的PB12引脚连接。
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