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一种基于物联网嵌入式平台的水产养殖监控系统及通讯方法技术方案

技术编号:11385336 阅读:94 留言:0更新日期:2015-05-01 12:28
本发明专利技术公开了一种基于物联网嵌入式平台的水产养殖监控系统及通讯方法,底层数据采集模块利用传感器组通过调理电路把传感器信号转化为电压并传输单片机A/D采样口;数据传输与处理模块利用单片机连接GPRS/GSM通信模块进行数据传输,通过GPRS信道经TCP/IP协议将数据传输到服务器;服务器获得数据后在终端请求下发送至终端控制模块。本发明专利技术借助历史数据本发明专利技术克服传统检测终端是固定电脑的局限性,增加对远程数据监测的便携性,避免传统电脑客户端监测移动性不强,需要大量铺设传输线路以及价格昂贵等缺点,可以在任何有GPRS网络覆盖的地方利用3G网卡接收信号进行检测,提高机动灵活性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种基于GPRS/GSM通信的方法和装置,属于物联网远程监控领域。特别是在现场利用MSP430F149低功耗单片机对数据进行采集处理,经由GPRS/GSM模块传输到ARM+LINUX服务器,服务器发送至远程客户端ARM架构嵌入式手持设备,对远程数据及设备进行检测及控制,主要应用于水产养殖,水质监测等领域。
技术介绍
随着现代农业的进步发展以及农村向城市人口迁徙的增加,从事农业人口数越来越少并逐渐向其他行业转移,造成大量抛荒无人开垦田地状况。与此同时,农业需要借助科技在减少人力成本的前提下增加产量,所以其正在现代化浪潮下向着科技化和自动化方向蓬勃发展。在传统的水产养殖产业中融入现代化科学技术,以减少人力成本的投入,增加养殖环境监测的精确性,有利于提高养殖产品的产量,降低养殖风险性。在水产养殖产业中,鱼类的生存对于水质的要求非常高,水环境的各项指标对鱼类生长起着决定性作用。因此,如何保持水中的溶氧量,PH值,温度在鱼类一定适宜范围之内,是摆在传统水产养殖产业面前的重要问题。而传统养殖业依靠人工观测和经验,并不能做到实时性和准确性,对于鱼类生存环境的控制存在一定滞后性。虽然有些养殖现场加入了一些现代化设备,比如设置增氧泵等,但是很大程度上仍然依赖于人工控制开关,还没有真正实现自动化控制。国内某些水产养殖基地在现场和远程分别设置PLC触摸屏与计算机显示数据,虽然在一定程序上实现了自动化检测和控制,但是由于其价格昂贵,可移动性差,大量布线等原因,制约着监测的便携性。如果在现有水环境的检测和设备的控制上加入基于ARM的嵌入式手持设备,那么对于鱼类水环境的监测和控制将在便携性,实时性,精确性方面有着极大的提高。利用溶解氧、温度、水位、PH传感器,在水环境中采集信号,由调理电路将传感器信号转化为可测范围电压变量,在单片机处理后通过通信运营商的GPRS/GSM传输通道将数据发送到ARM+LINUX服务器,服务器发送数据至远程手持嵌入式客户端,在客户端程序中设置控制参数,在超出一定变化范围内自动启动增氧泵、水泵等,对水环境进行定量精确控制,真正实现检测自动化,控制精确化,移动便携化。借助以上方法,可以极大的减少人力物力投入,增加准确性,提高便携性,由传统经验方法转化为科学定量检测,对于保证水产养殖的环境条件提供高科技和高效率的方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于研制基于物联网嵌入式平台的水产养殖监控系统及通讯方法,增加对远程数据监测的便携性,避免传统电脑客户端监测移动性不强,需要大量铺设传输线路的的以及价格昂贵等缺点,可以在任何有GPRS网络覆盖的地方利用3G网卡接收信号进行检测,提高机动灵活性。实现本专利技术的系统的技术方案是:一种基于物联网嵌入式平台的水产养殖监控系统,包括底层数据采集模块、数据传输与处理模块、终端数据接收显示和存储模块,所述底层数据采集模块连接数据传输与处理模块,所述数据传输与处理模块通过无线传输发送给终端数据接收显示和存储模块;所述底层数据采集模块包括传感器组、调理电路、单片机的A/D采样口,所述传感器组包括溶氧传感器、温度传感器、水位传感器、PH传感器,所述溶氧传感器、温度传感器、水位传感器、PH传感器均连接调理电路,所述调理电路连接单片机的A/D采样口;所述底层数据采集模块通过调理电路把传感器信号转化为电压并传输单片机A/D采样口;所述数据传输与处理模块包括单片机、GPRS/GSM通信模块,所述单片机连接GPRS/GSM通信模块用于对数据的处理和传输,并通过GPRS信道经TCP/IP协议将数据传输到服务器;所述终端数据接收显示和存储模块包括服务器、终端控制模块;所述服务器无线连接终端控制模块用于获得水产养殖监控历史数据,并在终端请求下发送至终端控制模块。进一步,所述单片机采用MSP430F149单片机;所述GPRS/GSM通信模块为GTM900C通信模块,所述单片机与GPRS/GSM模块之间利用UART直接连接,以相互发送数据和接收命令。进一步,所述服务器为ARM架构的S3C2440和LINUX系统构成。进一步,所述终端控制模块为ARM架构的嵌入式手持设备,所述嵌入式手持设备一方面用于实时显示现场溶氧,温度,水位,PH数据,随时向服务器发送调用历史数据命令;另一方面嵌入式手持设备用于设置各参数阀值,通过手动发出开关泵命令,控制现场设备做出动作。进一步,还包括增氧泵和水泵,所述增氧泵和水泵通过继电器和单片机相连接。进一步,还包括太阳能12V供电输入模块,用于为给GPRS/GSM模块GTM900C、单片机和传感器组供电。本专利技术的通讯方法的技术方案为:一种基于物联网嵌入式平台的水产养殖监控通讯方法,包括以下步骤:1)在嵌入式手持设备的客户端启动后解析服务器的域名,获得服务器IP;2)建立TCP/IP连接前,客户端先打开SOCKET控件,与服务器建立TCP/IP连接,建立成功后关闭SOCKET控件;3)发出请求接收数据命令,实时显示现场各项数据,包括溶解氧、温度、PH、水位数据信息;4)调用查看以TXT文本形式存储在服务器中的历史数据;5)将接收到的数据以时间为单位画出动态曲线实时显示。进一步,所述步骤1-3中,GPRS/GSM通信模块和嵌入式手持设备在每发送接收一次数据后检查是否有发送成功返回信息,如果有则准备下一次发送;如果没有,则跳出循环重启设备,重新建立TCP/IP连接;服务器在设定时间内没有接收到终端的数据,则重新打开SOCKET控件,准备建立新连接;服务器在获得数据后存储到数据库中并发送至嵌入式手持设备的客户端显示数据。进一步,所述步骤4中,先输入起始时间和终止时间,然后再调用查看该时间段历史数据信息。本专利技术具有以下技术效果:1)克服传统检测终端是固定电脑的局限性,增加便携移动性,减少大量布线,降低成本投入,可以随时随地在有GPRS覆盖的地方监测数据和控制设备。2)嵌入式手持设备轻便小巧,普通电池可供电续航,减少用电损耗。3)可调用任意时间段TXT文本数据,查看各项参数历史数据。4)嵌入式手持设备可查看比较不同参数数据曲线,分析相互之间的关系影响,借助历史数据变化情况,在后台做出参数变化动态预测,提出控制建议和警报。附图说明图1是本专利技术的系统总体框图;图2是本专利技术的系统原理图;图3是本专利技术的程序流程图;图4是本专利技术的软件客户端控制界面。具体实施方式本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种基于物联网嵌入式平台的水产养殖监控系统,其特征在于,包括底层数据采集模块、数据传输与处理模块、终端数据接收显示和存储模块,所述底层数据采集模块连接数据传输与处理模块,所述数据传输与处理模块通过无线传输发送给终端数据接收显示和存储模块;所述底层数据采集模块包括传感器组、调理电路、单片机的A/D采样口,所述传感器组包括溶氧传感器、温度传感器、水位传感器、PH传感器,所述溶氧传感器、温度传感器、水位传感器、PH传感器均连接调理电路,所述调理电路连接单片机的A/D采样口;所述底层数据采集模块通过调理电路把传感器信号转化为电压并传输单片机A/D采样口;所述数据传输与处理模块包括单片机、GPRS/GSM通信模块,所述单片机连接GPRS/GSM通信模块用于对数据的处理和传输,并通过GPRS信道经TCP/IP协议将数据传输到服务器;所述终端数据接收显示和存储模块包括服务器、终端控制模块;所述服务器无线连接终端控制模块用于获得水产养殖监控历史数据,并在终端请求下发送至终端控制模块。

【技术特征摘要】
1.一种基于物联网嵌入式平台的水产养殖监控系统,其特征在于,包括底层数据采集
模块、数据传输与处理模块、终端数据接收显示和存储模块,所述底层数据采集模块连接
数据传输与处理模块,所述数据传输与处理模块通过无线传输发送给终端数据接收显示和
存储模块;
所述底层数据采集模块包括传感器组、调理电路、单片机的A/D采样口,所述传感器
组包括溶氧传感器、温度传感器、水位传感器、PH传感器,所述溶氧传感器、温度传感器、
水位传感器、PH传感器均连接调理电路,所述调理电路连接单片机的A/D采样口;所述
底层数据采集模块通过调理电路把传感器信号转化为电压并传输单片机A/D采样口;
所述数据传输与处理模块包括单片机、GPRS/GSM通信模块,所述单片机连接
GPRS/GSM通信模块用于对数据的处理和传输,并通过GPRS信道经TCP/IP协议将数据
传输到服务器;
所述终端数据接收显示和存储模块包括服务器、终端控制模块;所述服务器无线连接
终端控制模块用于获得水产养殖监控历史数据,并在终端请求下发送至终端控制模块。
2.根据权利要求1所述的基于物联网嵌入式平台的水产养殖监控系统,其特征在于,
所述单片机采用MSP430F149单片机;所述GPRS/GSM通信模块为GTM900C通信模块,
所述单片机与GPRS/GSM模块之间利用UART直接连接,以相互发送数据和接收命令。
3.根据权利要求1所述的基于物联网嵌入式平台的水产养殖监控系统,其特征在于,
所述服务器为ARM架构的S3C2440和LINUX系统构成。
4.根据权利要求1所述的基于物联网嵌入式平台的水产养殖监控系统,其特征在于,
所述终端控制模块为ARM架构的嵌入式手持设备,所述嵌入式手持设备一方面用于实时
显示现场溶氧,温度,水位,PH数据,随时向服务器...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘星桥陈浩凯林培星曹毅超陈旭芳
申请(专利权)人:江苏大学
类型:发明
国别省市:江苏;32

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