一種基于Zigbee和Labview技術的魚塘水質監控系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于無線通信技術和智能控制領域，特別涉及一種基于Zigbee和Labview技術的魚塘水質監控系統。
【背景技術】
[0002]魚塘水質環境對魚類的繁殖、生長至關重要，不同品種的魚類及同種魚類生長的不同階段對于魚塘水溫、PH值、溶解氧要求也不同。在魚塘水質監測方面:目前國內大部分魚塘水質監控都是通過人工定時巡查完成的，自動化程度及工作效率低，不能實時在線監測，部分大中型魚塘采用有線布局傳輸監測數據，但需鋪設大量電纜、布線困難、功耗高、維護成本高。在魚塘水質控制方面:通過人工現場手動控制水質調節設備，應對突發水質惡化能力差，工作效率低。
[0003]本實用新型在Zigbee構建的無線傳感網絡基礎上，用Iabview軟件結合matlab開發監控平臺，實現了魚塘水質多參數自動采集、無線傳輸、存儲、聲光報警以及遠程無線控制水質調節設備的功能。
【發明內容】
[0004]針對現有魚塘水質監控系統的不足，本實用新型設計了一種基于Zigbee和Labview技術的魚塘水質監控系統。
[0005]本實用新型所采取的技術方案為:
[0006]—種基于Zigbee和Labview技術的魚塘水質監控系統，包括傳感器模塊(I)、水質調節終端模塊(2)、協調器(3)、PC監控平臺(4)和GSM短信報警模塊(5)，所述的傳感器模塊(I)和水質調節終端模塊(2)通過Zigbee無線網絡協議與協調器(3)進行信息傳輸，協調器(3)通過USB數據線與PC監控平臺(4)連接，GSM短信報警模塊(5)通過RS232串口與PC監控平臺(4)連接，組成完整的魚塘水質監控系統。
[0007]所述的傳感器模塊包括zigbee節點、溫度傳感器、水位傳感器、溶解氧傳感器、PH值傳感器和濁度傳感器。
[0008]所述的水質調節終端模塊包括zigbee節點、繼電器、增氧泵、水泵和冷卻機。
[0009]所述的GSM短信報警模塊為Text mode模式，直接編寫無須轉碼。
[0010]所述的PC監控平臺運用Iabview軟件結合matlab實現對采集數據的分析處理，將控制指令轉化為開關信號通過協調器傳輸給水質調節終端模塊，通過AT指令控制GSM短信報警模塊將報警信息傳輸給監控平臺設定的手機用戶。
[0011]本實用新型相對于現有技術具有以下有益效果:
[0012](I)本實用新型使用zigbee無線傳感技術設計魚塘水質監控系統，避免了有線布局，結構簡單，提高了系統的可拓展性和可靠性，降低了系統成本。
[0013](2)本實用新型使用Iabview軟件設計的PC監控平臺人機交互友好，操作簡單且與matlab軟件的混編提高了魚塘水質監控系統的準確性與智能化。
【附圖說明】
[0014]圖為本實用新型系統結構示意圖；
【具體實施方式】
[0015]以下結合附圖對本實用新型作進一步說明:
[0016]如圖所示，一種基于Zigbee和Labview技術的魚塘水質監控系統，包括傳感器模塊(1)、水質調節終端模塊(2)、協調器(3)、PC監控平臺(4)和GSM短信報警模塊(5)，所述的傳感器模塊(I)和水質調節終端模塊(2)通過Zigbee無線網絡協議與協調器(3)進行信息傳輸，協調器(3)通過USB數據線與PC監控平臺(4)連接，GSM短信報警模塊(5)通過RS232串口與PC監控平臺(4)連接，組成完整的魚塘水質監控系統。
[0017]所述的傳感器模塊將測量的溫度、水位、溶解氧、PH值和濁度數據通過zigbee無線傳感器網絡發送給協調器再通過USB傳輸給PC監控平臺。當以上采集的魚塘水質數據超過預設閾值時，監控平臺會發出聲光報警(相應的報警指示燈閃爍，發出刺耳的警報聲)并自動控制水質自動調節模塊里的繼電器的閉合進而控制水質設備的運行狀態。
[0018]所述的協調器包括電源模塊、CC2530模塊、調試接口和USB接口，采用USB轉串口芯片PL-2303，省去昂貴的數據采集卡，實現PC機USB接口與通用串口直接的轉換。
[0019]所述的GSM短信報警模塊為Text mode模式，直接編寫無須轉碼，通過AT指令控制GSM模塊短信的收發，當工作人員休息或者緊急情況不得不離開監控平臺時，可以將GSM通訊模塊切換到自動報警模式，GSM通訊模塊可以在系統報警時向用戶發送報警信息。
[0020]所述的PC監控平臺通過圖形化編程方式的Iabview軟件編寫，Iabview軟件提供了大量的工具和庫函數，Iabview軟件對采集的魚塘水質參數值分析處理(通過Iabview軟件對PH值和溶解氧進行軟溫補償)，存儲、實時顯示、繪制趨勢圖和超限聲光報警，用戶可以方便的在Iabview應用程序中通過Matlab Script節點調用Matlab語言編寫BP神經網絡程序，將BP神經網絡程序嵌入Iabview軟件中能夠實時地識別監控系統的狀態信號，從過去的經驗中進行學習，這些狀態信號經過神經元網絡映射為控制信號，實現最優化智能控制，然后根據軟件設定好的控制閾值生成相應的控制指令并轉化為開關信號通過協調器傳輸控制水質調節終端模塊的繼電器，高電平繼電器斷開，低電平繼電器吸合。
【主權項】
1.一種基于Zigbee和Labview技術的魚塘水質監控系統，包括傳感器模塊(I)、水質調節終端模塊(2)、協調器(3)、PC監控平臺(4)和GSM短信報警模塊(5)，所述的傳感器模塊(I)和水質調節終端模塊(2)通過Zigbee無線網絡協議與協調器(3)進行信息傳輸，協調器(3)通過USB數據線與PC監控平臺(4)連接，GSM短信報警模塊(5)通過RS232串口與PC監控平臺(4)連接，組成完整的魚塘水質監控系統。
2.根據權利要求1所述的一種基于Zigbee和Labview技術的魚塘水質監控系統，其特征在于，所述的水質調節終端模塊包括zigbee節點、繼電器、增氧泵、水泵和冷卻機。
3.根據權利要求1所述的一種基于Zigbee和Labview技術的魚塘水質監控系統，其特征在于，所述的GSM短信報警模塊為Text mode模式，直接編寫無須轉碼。
4.根據權利要求1所述的一種基于Zigbee和Labview技術的魚塘水質監控系統，其特征在于，所述的PC監控平臺運用Iabview軟件結合matlab實現對采集數據的分析處理，將控制指令轉化為開關信號通過協調器傳輸給水質調節終端模塊，通過AT指令控制GSM短信報警模塊將報警信息傳輸給監控平臺設定的手機用戶。
【專利摘要】本實用新型是一種基于Zigbee和Labview技術的魚塘水質監控系統，它屬于無線通信技術和智能控制領域。它包括傳感器模塊、水質調節終端模塊、協調器、PC監控平臺和GSM短信報警模塊。本實用新型在Zigbee構建的無線傳感網絡基礎上，用labview軟件結合matlab開發監控平臺，實現了魚塘水質多參數自動采集、無線傳輸、存儲、聲光報警以及遠程無線控制水質調節設備的功能。本實用新型避免了有線布局，人機交互友好，提高了系統的可拓展性、可靠性和智能化。
【IPC分類】G01D21-02, G08C17-02
【公開號】CN204495401
【申請號】CN201520210742
【發明人】鄒建宇, 劉月明, 陳浩, 張亮
【申請人】中國計量學院
【公開日】2015年7月22日
【申請日】2015年4月7日