一种基于物联网的智能鱼塘预警系统技术方案

本发明专利技术为一种基于物联网的智能鱼塘预警系统，由底层感知模块、服务器端和智能手机组成。其实现过程是，利用传感器实时监控、跟踪鱼塘水质环境，传感器装置首先将其对水体所采集的PH值、温度、溶氧量等参数进行有效分组处理，将所得数据按一定顺序发送到服务器端，并在服务器端对数据实现永久的保存。之后Android手机端的app对数据进行调用分析，按照分组将数据整合，将水质状况结合未来天气状况给出预警，以便用户对鱼塘整体状态的把握和用药的及时调整。

Intelligent fish pond early warning system based on Internet of things

The invention relates to an intelligent fish pond early warning system based on the Internet of things, which is composed of a bottom perception module, a server terminal and a smart phone. In this process, tracking the pond water quality environment by using real-time monitoring, sensor, sensor device firstly collected on water temperature, pH, dissolved oxygen and other parameters for effective packet processing, the data will be sent to the server in a certain order, and end stored permanently on the data on the server. After the end of the Android mobile phone call app for data analysis, according to the packet data integration, the water quality based on future weather conditions and gives early warning, so that users of the overall state of the pond to grasp and use of timely adjustment.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于智能控制
，具体涉及一种基于物联网的智能鱼塘预警系统。
技术介绍
我国的渔业传统历史悠久，目前中国的渔业正处于由传统渔业向现代化渔业转型的关键时期，传统渔业具有风险大，规模分散，不利于市场调动等缺点，与集合了养殖技术、装备技术和信息技术的大规模现代化养殖技术相比完全不具有竞争优势。在我国，水产品提供了消费者蛋白质摄取总量的27.3％，然而地球上的占有七成面积的海洋却只提供了人类全部食物的十分之一，中国养殖的渔业占全世界产出的70％以上。在传感设备方面，国外发达国家从农作物的育苗、生产、收获一直到储藏缓解，传感器技术得到了较为广泛的应用，包括温度传感器、湿度传感器、光传感器等各种不同应用目标的农用传感器。然而中国渔业目前依然是粗放式经营，消耗着大量的资源。很多地区缺少必要的水质监控，一旦鱼有异常就大量用药，除了造成不必要的浪费之外还会对自然和水产品造成很大的污染。因为渔业事关环境保护、食品安全和水质污染三大重要领域，因此渔业的智能化、安全化、系统化显得尤为必要。物联网是一门通过智能感知、识别技术与普适计算、泛在网络的融合应用的一门新技术，被工业界称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展过程中的第三次技术革新潮。目前，在农业生态环境监测领域，美国、法国和日本等一些发达国家主要综合运用高科技手段构建先进农业生态环境监测网络，通过先进的传感器感知技术、数据融合传输技术以及互联网技术建立覆盖全国的农业信息化平台，实现了对农业生态环境的自动监测，保证农业生态环境的可持续发展。例如，美国已形成了生态环境信息采集-信息传输处理-信息发布的分层体系结构。法国利用通信卫星技术对灾害性天气进行预报，对病虫害进行测报。而在水质环境测量方面，水产养殖对环境有着非常高的要求，这对水质监控的实时信息反馈提出了很高的要求。在物联网技术的背景下，如何通过采用将传感器和手机客户端相结合，将水质信息实时提供给养殖户，并通过未来的天气预报对目前养殖状况做出相应预警，使得鱼塘用药更加合理规范，减少异常状况的发生频率是一个很有价值的课题。
技术实现思路
本专利技术主要目的在于针对以上问题提供一种能够为农户提供实时水质信息，并结合未来天气状况提供鱼塘养殖状况预警的物联网渔业养殖监控系统。为达到上述目的，本专利技术的技术方案为一种基于物联网的智能鱼塘预警系统，包括：底层感知模块、信号处理模块、控制服务器和智能移动终端，底层感知模块包括监测鱼塘环境的传感器；信号处理模块包括A/D转换模块、前道单片机及Zigbee无线收发模块；控制服务器为一个应用程序，负责智能移动终端的接入鉴权、管理控制以及鱼塘实时监测信息的传输；上述传感器采集到的模拟信号输入到A/D转换模块，经过单片机处理后输送到Zigbee无线收发模块，Zigbee无线模块连接后道单片机，将传感器采集到的数据通过RS232串行口传送给控制服务器，控制服务器将所收到的数据通过WLAN与智能移动终端进行网络通信。进一步，上述传感器包括温度传感器、PH复合电极、PH值检测模块、溶氧量传感器。上述智能移动终端包含有Android操作系统、触控显示屏、CPU以及无线网卡模块。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：1，本专利技术相较于目前市场上的主流产品而言不存在投食、增氧等冗余功能，因而造价低廉，便于在养殖户中间推广；2，不依赖于云端服务器，不用担心数据丢失，因此独立性强。附图说明图1为底层感知模块的结构示意图。图2为上位机模块示意图。具体实施方式现结合附图对本专利技术作进一步详细的说明。本专利技术的系统由底层感知模块、服务器端和智能手机组成。如图1所示，底层感知模块包括温度传感器、PH复合电极、PH值检测模块、溶氧电极、单片机及Zigbee模块。图2为上位机模块示意图。ZigBee无线通信模块接收各个传感器节点的数据信息，利用RS232串行口传送给PC机服务器。控制服务器为一个应用程序，负责智能移动终端的接入鉴权、管理控制以及鱼塘实时监测信息的传输；智能移动终端包含有Android操作系统、触控显示屏、CPU以及无线网卡模块。为便于本领域的技术人员进一步理解和实施本专利技术，现提供如下的实施例：1)检测水质方法在鱼塘管理系统中，水温，PH和DO构成了养鱼的水质环境，我们采用以下芯片完成感应与测量。温度传感器采用DSl8820芯片。测量温度范围为-55℃～+125，在-10～+85范围内，精度为±0.5，DS1822的精度较差为±2。PH传感器是用来检测被测物中氢离子浓度并转换成相应的可用输出信号的传感器，通常由化学部分和信号传输部分构成。PH传感器常用来进行对溶液、水等物质的工业测量。传感器选用E-201-C型可充式复合型电极。溶氧检测用DO-952型溶解氧电极，属于极谱型溶解氧膜电极，阳电极为银(Ag)、阴电极为铂(Pt)或金(Au)组成，两者之间充满电解液，其特点是寿命长，电极响应时间短。系统采用以上三种不同的传感模块来获取水质状态，使用转换模块将电信号转换为数字信号，最终通过两次传输传送到手机客户端中。2)服务器端监控平台ZigBee无线通信模块接收各个传感器节点的数据信息，利用RS232串行口传送给PC机服务器，服务器部分主要利用Java结合数据库以及SOCKET网络编程实现。系统采用模块化编程，程序执行后，首先服务器启动串行通信程序，波特率选用9600bit/s，接收底层的数据和状态信息，同时启动SOCKET通信向Android客户端传输鱼塘实时信息。3)Android客户端搭建Android系统采用脚本语言完成界面设计，本系统主要包含登录界面，主功能界面及参数设置。在主功能界面中可以点击进入各级主控制界面，在该控制界面实时接收某一鱼塘的温度、pH值、水位、溶氧度等环境参数并显示，同时底层控制将电机的实时工作状态发送给手机。服务器可以同时与多个手机客户端进行通信，为每个客户端分配1个端口号，用户登录进入系统之后首先从数据库中获取服务器的IP地址和通信端口号，然后启动接收1组环境参数。4)通信模块设计通信模块主要采用SOCKET通信方式，SOCKET(套接字)是一种抽象层，应用程序通过它来发送和接收数据。使用SOCKET可以将应用程序添加到网络中，并与处于同一网络中的其他应用程序进行通信。一台计算机上的应用程序向SOCKET写入的信息能够被另一台计算机上的另一个应用程序读取，反之亦然。为了提高系统的通信效率，将SOCKET通信的接收部分在独立的线程Thread中执行，以保证系统的快速反应性能。首先利用服务器的域名(IP地址)以及端口创建新的SOCKET连接，通过该端口号向服务器发送连接请求，如果连接不成功，抛出异常。成功连接后客户端启动侦听，准备接收来自服务器指定端口发送的环境参数信息，系统设置各个组鱼塘环境数据，具体的接收参数格式为：1号鱼塘温度，1号鱼塘pH值，1号鱼塘水位，1号鱼塘溶解氧，2号鱼塘温度，2号鱼塘pH值，2号鱼塘水位，2号鱼塘溶解氧。5)数据存取及分析模块设计系统采用的SQLite数据库是开源嵌入式数据库，是一种与操作系统无关的SQL数据库，具有系统开销小，检索效率高的特性。在本系统设计中两处用到数据库，即在参数设置以及数据存取模块中。在参数设置模块中，为了提高系统本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于物联网的智能鱼塘预警系统，其特征在于，包括：底层感知模块、信号处理模块、控制服务器和智能移动终端，底层感知模块包括监测鱼塘环境的传感器；信号处理模块包括A/D转换模块、前道单片机及Zigbee无线收发模块；控制服务器为一个应用程序，负责智能移动终端的接入鉴权、管理控制以及鱼塘实时监测信息的传输；上述传感器采集到的模拟信号输入到A/D转换模块，经过单片机处理后输送到Zigbee无线收发模块，Zigbee无线模块连接后道单片机，将传感器采集到的数据通过RS232串行口传送给控制服务器，控制服务器将所收到的数据通过WLAN与智能移动终端进行网络通信。

【技术特征摘要】
1.一种基于物联网的智能鱼塘预警系统，其特征在于，包括：底层感知模块、信号处理模块、控制服务器和智能移动终端，底层感知模块包括监测鱼塘环境的传感器；信号处理模块包括A/D转换模块、前道单片机及Zigbee无线收发模块；控制服务器为一个应用程序，负责智能移动终端的接入鉴权、管理控制以及鱼塘实时监测信息的传输；上述传感器采集到的模拟信号输入到A/D转换模块，经过单片机处理后输送到Zigbee无线收发模块，Zigbee无...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱洪波，翟天翔，周栋梁，白易初，郭永安，
申请(专利权)人：南京邮电大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32