水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的開發(fā).pdf

1、近年來，國內(nèi)水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)快速發(fā)展，生產(chǎn)的水產(chǎn)品不但實(shí)現(xiàn)了自給自足，還大量出口國外。然而，傳統(tǒng)的水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)在環(huán)境水質(zhì)監(jiān)測(cè)方面存在諸多問題。傳統(tǒng)人工監(jiān)測(cè)的方法，不但浪費(fèi)了大量的人力和財(cái)力，由于人工監(jiān)測(cè)，還導(dǎo)致采集到的數(shù)據(jù)存在誤差，用戶無法對(duì)水質(zhì)的變化做出正確的判斷，使得該行業(yè)的發(fā)展受到較大的制約。隨著無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，開始廣泛應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)，也為水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)測(cè)提供了新的解決方案。因此，關(guān)于如何更好的利用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控水產(chǎn)養(yǎng)殖

2、的研究受到了廣泛的關(guān)注，已成為一個(gè)熱點(diǎn)問題。
　　論文依托甘肅省科學(xué)院傳感技術(shù)研究所承擔(dān)的甘肅省科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目：基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境參數(shù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。在詳細(xì)闡述國內(nèi)外關(guān)于水產(chǎn)養(yǎng)殖問題的基礎(chǔ)上，針對(duì)傳統(tǒng)水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)測(cè)誤差較大、監(jiān)測(cè)不及時(shí)、耗費(fèi)大量人力財(cái)力等問題，以無線傳感器網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，就水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境的智能監(jiān)測(cè)展開研究。本論文的主要研究?jī)?nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)：
　　(1)針對(duì)硬件電路的設(shè)計(jì)部分，分別設(shè)計(jì)核心板、傳感器調(diào)理模塊、電

3、源模塊、電源管理模塊、通訊模塊和相關(guān)接口。以CC2530芯片為主控芯片，設(shè)計(jì)微處理器模塊和射頻收發(fā)模塊。根據(jù)不同傳感器的輸出特性，設(shè)計(jì)相應(yīng)的調(diào)理電路。節(jié)點(diǎn)采用9V蓄電池供電，分別設(shè)計(jì)了9V穩(wěn)壓電路、降壓電路和反轉(zhuǎn)電路，并做了防干擾處理。為延長傳感器的使用時(shí)間，設(shè)計(jì)了電源管理模塊，對(duì)各個(gè)傳感器采用獨(dú)立供電。根據(jù)不同模塊劃分PCB，減少各模塊之間與外界的干擾。
　　(2)針對(duì) PH傳感器和溶解氧傳感器易受溫度影響的特性，將理論與實(shí)際測(cè)

4、試環(huán)境相結(jié)合，首先利用最小二乘法對(duì)溫度傳感器進(jìn)行補(bǔ)償標(biāo)定，再對(duì)PH傳感器和溶解氧傳感器分別建立溫度補(bǔ)償標(biāo)定模型，從而提高測(cè)量的精度。
　　(3)在軟件方面，分別設(shè)計(jì)了協(xié)調(diào)節(jié)點(diǎn)、路由節(jié)點(diǎn)和終端節(jié)點(diǎn)的應(yīng)用軟件，通過A/D轉(zhuǎn)換程序，將傳感器輸出的模擬數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。通過模擬開關(guān)程序，對(duì)各個(gè)傳感器的電壓進(jìn)行獨(dú)立管理。采用LabVIEW設(shè)計(jì)監(jiān)控中心軟件，采用曲線的形式對(duì)各個(gè)終端節(jié)點(diǎn)采集到的不同區(qū)域的水質(zhì)參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，對(duì)于異常的數(shù)據(jù)，

5、通過 DTU模塊給用戶發(fā)送預(yù)報(bào)警短信。
　　這套水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能夠自動(dòng)采集溫度、PH值、溶解氧和濁度等水質(zhì)參數(shù)，并且及時(shí)傳輸數(shù)據(jù)，達(dá)到數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性、及時(shí)性和簡(jiǎn)便性的目的。通過現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試表明，溫度的相對(duì)誤差為±0.1℃，PH值的相對(duì)誤差為±0.04，溶解氧的相對(duì)誤差為±0.1mg/L，濁度的相對(duì)誤差為±0.1NTU，符合水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境水質(zhì)監(jiān)測(cè)的要求。由于系統(tǒng)硬件實(shí)現(xiàn)起來簡(jiǎn)單、成本低，數(shù)據(jù)傳輸及時(shí)、準(zhǔn)確，網(wǎng)絡(luò)自組織能力、自愈