基于ZigBee的水環境無線監控系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于智能監控技術領域，具體涉及基于ZigBee的水環境無線監控系統。
【背景技術】
[0002]在現代化水產養殖場中，為了提高水產養殖的自動化和智能化程度，對養殖水體進行溫度、溶解氧、透明度、鹽度及pH等參數進行自動監測和控制是十分必要的。目前國內外一些研究機構己經開始將無線傳感器網絡應用到水產養殖領域，包括:應用多參數水質傳感器、ZigBee無線傳感器網絡等技術創建水產養殖水質測試和調控的集成系統；將ZigBee技術同GPRS通訊相結合；采用總線化技術和GPRS通訊技術；將無線傳感器網絡應用到水產養殖的水質監測中為了進一步提高水產養殖遠程在線監控系統的可靠性、抗干擾性和靈活性。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是提供一種基于ZigBee的水環境無線監控系統，該系統采用利用無線通信技術構建無線網絡，無需布設任何線路，自動組網，成本低廉，采集的數據可以通過監控畫面實時監測，有效實現對水產養殖水環境的PH、溫度、鹽度、水位和溶氧量檢測。
[0004]為了解決現有技術存在的問題，本發明采用的技術方案是:基于ZigBee的水環境無線監控系統，包括傳感器節點，Zigbee無線收發模塊、上位機、液晶顯示和電源模塊，所述傳感器節點與Zigbee無線收發模塊通信，所述Zigbee無線收發模塊分別與上位機和液晶顯示相連；所述傳感器節點包括PH傳感器、PH調理電路、溫度傳感器、溫度調理電路、溶氧量傳感器、溶氧量調理電路、水位傳感器、水位調理電路、鹽度傳感器、鹽度調理電路和Zigbee無線收發模塊，所述PH傳感器和PH調理電路相連，所述溫度傳感器和溫度調理電路相連，所述溶氧量傳感器和溶氧量調理電路相連，所述水位傳感器和水位調理電路相連，所述鹽度傳感器和鹽度調理電路相連，所述PH調理電路、溫度調理電路、溶氧量調理電路、水位調理電路和鹽度調理電路分別和Zigbee無線收發模塊相連；所述電源模塊分別為傳感器節點、Zigbee無線收發模塊和液晶顯示供電。
[0005]優選地，所述PH傳感器采用采用上海雷磁公司生產的E-201-C型pH復合電極。
[0006]優選地，所述溶氧量傳感器采用D0-952型溶解氧電極。
[0007]優選地，所述水位傳感器采的型號為HM21。
[0008]優選地，所述溫度傳感器的型號為AD181FA-J。
[0009]優選地，所述鹽度傳感器采的型號為SAL-BTA1。
[0010]優選地，所述Zigbee模塊的型號為CC2430。
[0011 ] 優選地，所述微控制器通過RS232和上位機相連。
[0012]優選地，所述微控制器通過CAN總線和上位機相連。
[0013]優選地，所述液晶顯不米用IXD液晶顯不屏。
[0014]本發明的基于ZigBee的水環境PH無線監控系統可對水產養殖水環境的PH、溫度、鹽度、水位和溶氧量進行24h連續監測。由于系統可實現遠程監控，即使業主或監測人員不在監測現場，也可以全面了解水環境的PH、溫度、鹽度、水位和溶氧量狀況。本發明將無線技術應用在智能水產養殖系統中，可以實現參數的自動采集、無線傳輸和實時處理，而且不受地域、時域的限制，在工廠化水產養殖生產中具有一定的實際應用價值。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發明的系統結構。
【具體實施方式】
[0016]下面結合實施例來對本發明的內容詳細敘述。
[0017]基于ZigBee的水環境無線監控系統，包括傳感器節點，Zigbee無線收發模塊、上位機、液晶顯示和電源模塊，所述傳感器節點與Zigbee無線收發模塊通信，所述Zigbee無線收發模塊分別與上位機和液晶顯示相連；所述傳感器節點包括PH傳感器、PH調理電路、溫度傳感器、溫度調理電路、溶氧量傳感器、溶氧量調理電路、水位傳感器、水位調理電路、鹽度傳感器、鹽度調理電路和Zigbee無線收發模塊，所述PH傳感器和PH調理電路相連，所述溫度傳感器和溫度調理電路相連，所述溶氧量傳感器和溶氧量調理電路相連，所述水位傳感器和水位調理電路相連，所述鹽度傳感器和鹽度調理電路相連，所述PH調理電路、溫度調理電路、溶氧量調理電路、水位調理電路和鹽度調理電路分別和Zigbee無線收發模塊相連；所述電源模塊分別為傳感器節點、Zigbee無線收發模塊和液晶顯示供電。
[0018]所述PH傳感器采用采用上海雷磁公司生產的E-201-C型pH復合電極。
[0019]所述溶氧量傳感器采用D0-952型溶解氧電極。
[0020]所述水位傳感器采的型號為HM21。
[0021]所述溫度傳感器的型號為AD181FA-J。
[0022]所述鹽度傳感器采的型號為SAL-BTA1。
[0023]所述Zigbee模塊的型號為CC2430。
[0024]所述微控制器通過RS232和上位機相連。
[0025]所述微控制器通過CAN總線和上位機相連。
[0026]所述液晶顯不米用LCD液晶顯不屏。
[0027]ZigBee技術是一種具有低速率、近距離、低功耗、低復雜度、低成本、通信可靠、網絡容量大等特點的無線網絡通信技術，是針對小型設備的無線聯網和控制而制定的協議規范，擁有一套非常完整的協議層次結構，由IEEE 802.15.4和ZigBee聯盟共同制定完成。它工作于免付費和免申請的2.4GHz ISM頻段，具有電池壽命長、應用簡單、可靠性高、組網能力強等特點。基于ZigBee的無線傳感器網絡通常由協調器、路由器和終端設備3種節點設備組成。網絡中只有一個節點作為協調器，負責網絡的組織和維護，其他節點可作為路由器和終端設備。路由器負責網內信息的路由，終端設備是實現傳感功能的節點，其中協調器和路由器還具有允許設備加入或離開網絡的功能。ZigBee網絡支持3種拓撲結構:星型網(star)、樹型網(tree)和網狀網(mesh)，可根據實際應用選擇不同的網絡拓撲結構。
[0028]本發明中選用了 Chipcon公司最新推出的符合IEEE802.15.4標準的S0C系統芯片CC2430它結合了一個高性能射頻收發器核心CC2420和一顆工業級小巧高效的8051控制器。該監控網絡由若干協調器節點、若干傳感器節點、若干控制節點和一個監控中心組成。協調器節點和覆蓋范圍內的傳感器節點采用能量消耗最低的星形網絡拓撲結構。其中，協調器節點是傳感器節點、控制節點與監控中心之間連接的橋梁，所有采集數據均通過協調器節點發送到監控中心，而控制指令則由監控中心發出后，通過協調器節點發送給控制節點，驅動執行機構執行控制任務。
[0029]在該無線監控系統中，傳感器節點將采集到的水環境參數模擬信號送到的CC2430的微控制器部分進行A/D轉換(C C2430具有8路輸入8_14位ADC)，轉換后的數字信號再經過計算處理，得到實際參數值，通過CC2430的無線射頻部分發送出去。協調器節點的無線收發部分接收到數據后送到液晶顯示0XD)和上位機監控軟件顯示。
【主權項】
1.基于ZigBee的水環境無線監控系統，其特征在于:包括傳感器節點，Zigbee無線收發模塊、上位機、液晶顯示和電源模塊，所述傳感器節點與Zigbee無線收發模塊通信，所述Zigbee無線收發模塊分別與上位機和液晶顯示相連；所述傳感器節點包括PH傳感器、PH調理電路、溫度傳感器、溫度調理電路、溶氧量傳感器、溶氧量調理電路、水位傳感器、水位調理電路、鹽度傳感器、鹽度調理電路和Zigbee無線收發模塊，所述PH傳感器和PH調理電路相連，所述溫度傳感器和溫度調理電路相連，所述溶氧量傳感器和溶氧量調理電路相連，所述水位傳感器和水位調理電路相連，所述鹽度傳感器和鹽度調理電路相連，所述PH調理電路、溫度調理電路、溶氧量調理電路、水位調理電路和鹽度調理電路分別和Zigbee無線收發模塊相連；所述電源模塊分別為傳感器節點、Zigbee無線收發模塊和液晶顯示供電。2.根據權利要求1所述的基于ZigBee的水環境無線監控系統，其特征在于:所述PH傳感器采用采用上海雷磁公司生產的E-201-C型pH復合電極。3.根據權利要求1所述的基于ZigBee的水環境無線監控系統，其特征在于:所述溶氧量傳感器采用D0-952型溶解氧電極。4.根據權利要求1所述的基于ZigBee的水環境無線監控系統，其特征在于:所述水位傳感器采的型號為HM21。5.根據權利要求1所述的基于ZigBee的水環境無線監控系統，其特征在于:所述溫度傳感器的型號為AD181FA-J。6.根據權利要求1所述的基于ZigBee的水環境無線監控系統，其特征在于:所述鹽度傳感器采的型號為SAL-BTA 1。7.根據權利要求1所述的基于ZigBee的水環境無線監控系統，其特征在于:所述Zigbee模塊的型號為CC2430。8.根據權利要求1所述的基于ZigBee的水環境無線監控系統，其特征在于:所述微控制器通過RS232和上位機相連。9.根據權利要求1所述的基于ZigBee的水環境無線監控系統，其特征在于:所述微控制器通過CAN總線和上位機相連。10.根據權利要求1所述的基于ZigBee的水環境無線監控系統，其特征在于:所述液晶顯不米用LCD液晶顯不屏。
【專利摘要】本發明屬于智能監控技術領域，具體涉及基于ZigBee的水環境無線監控系統，包括傳感器節點，Zigbee無線收發模塊、上位機、液晶顯示和電源模塊，所述傳感器節點與Zigbee無線收發模塊通信，所述Zigbee無線收發模塊分別與上位機和液晶顯示相連。本發明將無線技術應用在智能水產養殖系統中，可以實現參數的自動采集、無線傳輸和實時處理，而且不受地域、時域的限制，在工廠化水產養殖生產中具有一定的實際應用價值。
【IPC分類】G05B19/048
【公開號】CN105388829
【申請號】CN201511029935
【發明人】周德志
【申請人】周德志
【公開日】2016年3月9日
【申請日】2015年12月31日