一種智能水產養殖監控系統及監控方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及水產養殖領域，特別涉及一種智能水產養殖監控系統及監控方法。
【背景技術】
[0002] 根據FAO (聯合國糧食及農業組織）最新發表的《2006年世界漁業和水產養殖狀 況》的報道，我國的水產養殖產量已經達到3100萬噸，約占世界養殖總產量的70%，養殖產 量每年仍以5%的速度增長，是世界上最大的漁業生產國。隨著我國水產養殖產量的快速增 加的同時，養殖中的深層次問題也日漸暴露，主要表現在：（1)水資源污染問題；（2)水產品 病害的問題。針對水產養殖中遇到的資源、環境、病害等諸多問題，我們開始反思，普遍認識 要發展高效、無公害養殖技術，實現水產養殖的可持續發展，要珍惜十分寶貴的水資源、保 護環境、與自然和諧相處，實現水產品的生產要從數量型向質量、效益型轉變，這就需要實 現水產養殖的智能化。
[0003] 在智能水產養殖過程中，信息化技術對環境和養殖起著越來越重要的作用。傳統 的水產養殖存在諸多困難，包括：（1)難以減輕人為的工作，對于較大的湖泊養殖，很多地 方需要船舶機器人工實地測量；（2)人工監測不能做到24小時實時監控，會由于人對監測 工作的過多參與而導致監測數據在質控工作上可能會受到一些本可以避免因素的干擾；
[3] 人工監測得到的數據是散亂的，使用它們時需要進行額外的人工整理和分析。因此，急 需提供一種更加全面的智能水產養殖系統。
【發明內容】
[0004] 本發明針對上述現有技術中存在的問題，提出一種智能水產養殖監控系統及監控 方法，采用無線傳感網絡、微控制軟件相結合的方法，可以更加精細控制水養殖過程，得到 更好的人機交互，進行更好的遠程管理。
[0005] 為解決上述技術問題，本發明是通過如下技術方案實現的：
[0006] 本發明提供一種智能水產養殖監控系統，其包括：傳感器單元、微控制器、GPRS通 信單元、上位機、網絡攝像機、流媒體服務器、工作站以及電源單元；其中：所述傳感器單元 與所述微控制器相連；所述微控制器與所述GPRS通信單元相連；所述GPRS通信單元與所 述上位機相連；所述網絡攝像機與所述流媒體服務器相連；所述上位機以及所述流媒體服 務器與所述工作站相連；所述電源單元分別與所述微控制器以及所述GPRS通信單元相連。 電源單元用于為微控制器以及GPRS通信單元提供電源；傳感器單元用于檢測水產養殖的 信息，如溫度、濕度、PH值等，并將檢測到的信息發送給微控制器；微控制器用于對接收的 信息進行處理，并發送給GPRS通信單元；GPRS通信單元用于將接收的信息通過GPRS網絡 發送給上位機，從而將水產養殖的信息傳送給工作站；網絡攝像機用于拍攝水產養殖的湖 面視頻，并將其經流媒體服務器傳送到工作站；通過傳感器和網絡攝像機實現了對遠程湖 面的雙重無線監控，既完成了對其水質的監控，也完成了對其養殖水產品生長狀況的實時 監控，控制更加精細，實現了更好的人機交互。
[0007] 較佳地，所述傳感器單元與所述微控制器單元，所述微控制器與所述GPRS通信單 元、所述GPRS單元與所述上位機以及所述上位機與所述工作站之間的連接為雙向連接。除 了能夠將傳感器單元檢測到的水產養殖的信息傳送給工作站外，工作站也可對傳感器單元 進行控制，從而控制水產養殖的信息以達到合適的養殖條件，實現了遠程湖面數據的監測 和控制。
[0008] 較佳地，監控系統還包括報警裝置，所述報警裝置與所述微控制器相連，報警裝置 用于發出報警信號，比如溫度超過設定的極限時，可發出報警信號，以便及時采取措施。
[0009] 較佳地，所述電源單元還與所述傳感器單元相連，對需要供電的傳感器進行供電。
[0010] 較佳地，所述傳感器單元包括：溫度傳感器、濕度傳感器以及PH值傳感器；所述溫 度傳感器為DS18B20,其為單總線數據測溫芯片，可直接將模擬信號轉換為數字信號以串行 傳送給微控制器，同時可以傳送CRC校驗碼，提高抗干擾糾錯能力。
[0011] 較佳地，監控系統還包括存儲芯片，其與所述微控制器相連，存儲芯片用于當微控 制器的存儲空間不夠時，對其進行擴展。
[0012] 較佳地，所述微控制器為MSP430,其處理能力強、運算速度快、片內資源豐富、功耗 低。
[0013] 較佳地，所述GPRS通信單元為MG323通信單元，以MG323作為GSM收發模塊，其具 有GSM/GPRS工業級無線模塊，支持153. 6kbps下行速率，提供高質量的語音、短信功能，內 置TCP/IP協議棧。
[0014] 較佳地，所述MG323通信單元包括：MG323芯片、SM卡以及GSM通信電路；其中： 所述SM卡和GSM通信電路分別與所述MG323芯片相連。通過SM卡與上位機進行無線通 訊。
[0015] 較佳地，所述MG323通信單元還包括：GSM軟控開關、GSM復位電路以及GSM通信 指示燈；其中：所述GSM軟控開關、GSM復位電路以及GSM通信指示燈分別與所述MG323芯 片相連。GSM軟控開關、GSM復位電路用于對GPRS通信單元進行復位，GSM通信指示燈用于 對GPRS通信單元的工作狀態進行指示，方便對GPRS通信單元的控制。
[0016] 較佳地，所述微控制器還包括看門狗電路，其與所述微控制器相連，能夠保證微控 制器正常運行。
[0017] 較佳地，網絡攝像機中攜帶有SD卡，除了將視頻信息傳送到工作站之外，還可將 視頻信息保存到SD卡中，方便查看。
[0018] 本發明還提供一種智能水產養殖監控方法，其包括以下步驟：
[0019] S121 :傳感器單元將檢測到的水產養殖的水質信息發送給微控制器；
[0020] S122 :微控制器對所述水質信息進行處理，將處理后的水質信息發送給GPRS通信 單元；
[0021] S123 :GPRS通信單元將所述處理后的水質信息壓入協議棧后通過GPRS網絡發送 給上位機；
[0022] S124 :所述上位機通過Web服務接口將處理后的水質信息發送給工作站。
[0023] 較佳地，所述步驟S121進一步為：傳感器單元將檢測到的水產養殖的溫度、濕度 以及PH值信息發送給微控制器。
[0024] 較佳地，所述步驟S123進一步為：GPRS通信單元將所述處理后的水質信息壓入 PPP協議棧后通過GPRS網絡發送給上位機。
[0025] 較佳地，所述步驟S123之后還包括：
[0026] S151 :所述工作站通過上位機發送控制信號給所述GPRS通信單元；
[0027] S152 :所述GPRS通信單元將所述控制信號發送給所述微控制器；
[0028] S153:所述微控制器對所述控制信息進行處理，將處理后的控制信息發送給所述 傳感器單元；
[0029] S154:所述傳感器單元根據所述處理后的控制信息控制外部裝置對水產養殖的水 質?目息進行調節。
[0030] 通過上述步驟可實現對水產養殖的信息的自動調節，使水產養殖更加智能化，節 省人力物力。
[0031] 較佳地，所述步驟S154進一步為：所述傳感器單元根據所述處理后的控制信息控 制外部裝置對水產養殖的溫度、濕度以及PH值進行調節。
[0032] 較佳地，還包括以下步驟：
[0033] S171 :網絡攝像機將水產養殖的圖片和/或視頻信息通過網線網絡TCPIP接入流 媒體服務器，然后所述流媒體服務器通過Web服務器接口將所述圖片和/或視頻信息發送 給工作站；其中：步驟S171在任意步驟之前或之后進行或與任意步驟同時進行。
[0034] 相較于現有技術，本發明具有以下優點：
[0035] 本發明提供的智能水產養殖監控系統及監控方法實現了水產養殖的智能化監控， 通過移動提供的無線傳感網絡對遠程湖面的水質數據和視頻信息進行傳輸，系統建設周期 短，可以省去自身通信網的建設和維護費用，且覆蓋范圍廣。
【附圖說明】
[0036] 下面結合附圖對本發明的實施方式作進一步說明：
[0037] 圖1為本發明的智能水產養殖監控系統的結構示意圖；
[0038] 圖2為本發明的微控制器的電路原理圖；
[0039] 圖3為本發明的電源單元的電路原理圖；
[0040] 圖4為本發明的GPRS通信單元的電路原理圖；
[0041] 圖5為本發明的GPRS通信過程圖；
[0042] 圖6為本發明的看門狗電路的原理圖；
[0043] 圖7為本發明的存儲芯片的電路圖；
[0044] 圖8為本發明的智能水產養殖監控方法的流程圖。
[0045] 標號說明：1-傳感器單元，2-微控制器，3-GPRS通信單元、4-上位機，5-網絡攝像 機，6-流媒體服務器，7-工作站，8-電源單元。
【具體實施方式】
[0046] 下面對本發明的實施例作詳細說明，本實施例在以本發明技術方案為前提下進行 實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發明的保護范圍不限于下述的實施 例。
[0047] 實施例1 :
[0048] 結合圖1-圖5,本實施例對本發明的智能水產監控系統進行詳細描述。如圖1所 示，其