一种基于物联网技术的水产养殖自动增氧系统技术方案

本实用新型专利技术公开一种基于物联网技术的水产养殖自动增氧系统，包括上位机，与该上位机进行通讯的现场控制显示模块和与现场控制显示模块进行通讯并置于水面上的至少一个终端节点模块；该终端节点模块包括微处理器，与该微处理器连接的传感器、无线收发模块、电源模块和增氧机；现场控制显示模块包括STM32微处理器，与该STM32微处理器连接的另一无线收发模块、SD卡模块、LCD显示屏、NFC模块、SIM900模块和按键开关控制模块。本实用新型专利技术能更好的监测和控制水产养殖所需的水环境，不仅能自动调节溶氧含量，防止鱼类缺氧，提高安全系数，又能做到在现场看参数和存储，以便能在远程发出控制命令和收集数据用于长期研究。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术公开一种基于物联网技术的水产养殖自动增氧系统，包括上位机，与该上位机进行通讯的现场控制显示模块和与现场控制显示模块进行通讯并置于水面上的至少一个终端节点模块；该终端节点模块包括微处理器，与该微处理器连接的传感器、无线收发模块、电源模块和增氧机；现场控制显示模块包括STM32微处理器，与该STM32微处理器连接的另一无线收发模块、SD卡模块、LCD显示屏、NFC模块、SIM900模块和按键开关控制模块。本技术能更好的监测和控制水产养殖所需的水环境，不仅能自动调节溶氧含量，防止鱼类缺氧，提高安全系数，又能做到在现场看参数和存储，以便能在远程发出控制命令和收集数据用于长期研究。【专利说明】
本技术涉及嵌入式和物联网
，特别是涉及一种基于物联网技术的水 产养殖自动增氧系统。 一种基于物联网技术的水产养殖自动增氧系统
技术介绍
传统水产养殖水质监测的方案有很多局限，比如实时性不高，环境的适应性较差， 很多只是单纯的设置了参数的上下限进行自动控制，当溶氧低于下限时现场显示节点控制 终端节点开启增氧机，当溶解氧高于上限时停止增氧机，节能方面也做的不够。基于物联网 技术的水产养殖自动增氧系统技术的应用可提高水环境监测和控制的实时性和高效性，是 一水产养殖水环境监测网络的有效途径。但是，我国在水环境监测方面发展起步较晚。因 此需要设计一个从水产养殖水环境监测到现场显示和控制的系统。
技术实现思路
为了解决现有技术存在的上述问题，本技术的目的是提出一种基于物联网技 术的水产养殖自动增氧系统，其可有效提高水环境监测和控制的实时性和高效性。 为实现上述目的，本技术可通过以下技术方案予以解决： -种基于物联网技术的水产养殖自动增氧系统，包括上位机，与该上位机进行通 讯的现场控制显示模块和与现场控制显示模块进行通讯并置于水面上的至少一个终端节 点模块，该终端节点模块包括微处理器，与该微处理器连接的传感器、无线收发模块、电源 模块和增氧机；所述现场控制显示模块包括STM32微处理器，与该STM32微处理器连接的另 一无线收发模块、SD卡模块、IXD显示屏、NFC模块、SM900模块和按键开关控制模块。 作为本技术的进一步特征，所述传感器包括温度传感器、pH值传感器、溶解氧 传感器。 作为本技术的进一步特征，所述无线收发模块和另一无线收发模块为ZIGBEE 模块。 由于采用以上技术方案，与现有技术相比，本技术的有益效果是：本技术 能更好的监测和控制水产养殖所需的水环境，既能做到在现场看数据和存储，又能根据天 气自动调节增氧机的开机，让增氧机工作在最佳时间，用更少的电力保证溶氧适度。 【专利附图】【附图说明】 图1为本技术结构框图； 图2为本技术中终端节点模块结构框图； 图3为本技术中现场控制显示模块结构框图。 【具体实施方式】 下面根据附图和【具体实施方式】，对本技术作进一步说明： 如图1-3所示，本技术包括上位机，与该上位机通过GPRS网络进行通讯置 于岸边的现场控制显示模块和与现场控制显示模块通过ZIGBEE网络进行通讯并置于水面 上的终端节点模块，终端节点模块的数量一个或一个以上，该终端节点模块包括微处理器， 与该微处理器连接的溶解氧传感器2、温度传感器3、pH值传感器4、无线收发模块5 (本实 施例中采用ZIGBEE模块）、电源模块6和增氧机7,其中电源模块为太阳能电池板和大容量 锂电池供电；现场控制显示模块包括STM32微处理器8,与该STM32微处理器8连接的另一 无线收发模块5 (本实施例中为ZIGBEE模块）、SD卡模块9、IXD显示屏10、NFC模块11、 SIM900模块13和按键开关控制模块12,其中SD卡模块9用于存储数据，NFC模块11用于 刷卡验证，保证系统的安全性，SM900模块13用于通过GPRS与上位机进行通讯。岸边的 现场控制显示模块负责通过ZIGBEE模块接收，存储，分析数据，还有完成LCD显示屏显示参 数和通过SM900模块和上位机通信等功能，并根据上位机发布的天气情况，或通过按键开 关控制模块12,或通过内置的程序自动控制增氧机开机。上位机调试软件可完成串口调试， 网络调试，协议解析和发送控制命令等功能。 本实施例中，终端节点模块采用MSP430F149(图中序号1表示），温度传感器3、pH 值传感器4、溶解氧传感器2分别负责采集水温、pH值、水溶解氧浓度数据，采集频率可由上 位机设置，采集到的各种数据信息通过与MSP430F149串口连接的ZIGBEE模块转发到现场 控制显示模块。 现场控制显示模块采用基于STM32的微控制器，其负责通过ZIGBEE模块无线接收 终端节点模块采集到的数据，同时把需要的数据存储到SD卡9中便于后期分析增氧机的最 佳工作时间，IXD显示屏10能显示出实时时间，天气情况和水环境参数。现场控制显示模 块把终端节点模块采集的溶解氧值，和上位机发来的溶解氧上下限值比较，若低于上位机 发来的溶解氧的下限值，则向终端节点模块发出打开增氧机的命令，直到检测到溶氧值达 到上限值。 增氧机的状态分为几种情况。首先是关闭状态；其次是当溶氧浓度低于设定值时， 这种是优先级最高的被动增氧的状态，在此状态下，增氧机持续工作直到检测到的溶氧浓 度达到设定的饱和上限值。此外增氧机现场控制显示模块不仅要接收终端节点模块的溶氧 浓度，水温等数据，还要测量当前温度和接收从上位机传来的明日天气等信息，通过天气情 况自动控制增氧机的开机，这种称为主动增氧状态。主动增氧开机原则是： (1)晴天中午浮游植物光合作用强，应开机增氧一段时间，充分发挥增氧机的功 效。大气炎热开机时间长，天气凉爽开机时间短。 (2)雨雪天浮游植物光合作用微弱，水环境会溶氧不足。在夜间有机物分解和生物 消耗氧气大，应在半夜开机增氧增氧。 (3)阴天清晨开机。 (4)有特殊情况，应立即开机增氧。 在进入主动增氧状态时，根据天气情况决定自动增氧工作时间长度。同时现场控 制显示模块上还设有手动启停按键12防止突发的鱼类浮头，和溶解氧超过阈值警报，pH值 异常报警等功能。 但是，上述的【具体实施方式】只是示例性的，是为了更好的使本领域技术人员能够 理解本专利，不能理解为是对本专利包括范围的限制；只要是根据本专利所揭示精神的所 作的任何等同变更或修饰，均落入本专利包括的范围。【权利要求】1. 一种基于物联网技术的水产养殖自动增氧系统，其特征在于：包括上位机，与该上 位机进行通讯的现场控制显示模块，和与现场控制显示模块进行通讯并置于水面上的至 少一个终端节点模块；该终端节点模块包括微处理器，与该微处理器连接的传感器、无线收 发模块、电源模块和增氧机；所述现场控制显示模块包括STM32微处理器，与该STM32微处 理器连接的另一无线收发模块、SD卡模块、IXD显示屏、NFC模块、SM900模块和按键开关 控制|吴块。2. 根据权利要求1所述的水产养殖自动增氧系统，其特征在于：所述传感器包括温度 传感器、pH值传感器、溶解氧传感器。3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于物联网技术的水产养殖自动增氧系统，其特征在于：包括上位机，与该上位机进行通讯的现场控制显示模块,和与现场控制显示模块进行通讯并置于水面上的至少一个终端节点模块；该终端节点模块包括微处理器，与该微处理器连接的传感器、无线收发模块、电源模块和增氧机；所述现场控制显示模块包括STM32微处理器，与该STM32微处理器连接的另一无线收发模块、SD卡模块、LCD显示屏、NFC模块、SIM900模块和按键开关控制模块。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈安昊，任立红，张向飞，郭庆勇，丁永生，郝矿荣，
申请(专利权)人：东华大学，
类型：新型
国别省市：上海;31