本发明专利技术公开了一种基于zigbee的无线拦鱼控制系统，包括PC上位机、协调器、路由器和用于拦鱼的多个终端控制器，所述PC上位机用于终端控制器工作状态显示和控制；所述协调器与上位机串口通信，通过无线传输与路由器通信；所述路由器与各个终端控制器通过无线传输连接；所述终端控制器用于拦鱼控制。由于现有的拦鱼控制系统用有线连接实现，成本高，不能实现远程控制，而本控制系统通过无线传输实现远程控制，不需在复杂地形进行系统控制站建设，大大降低了拦鱼成本，能实现大规模自适应水域拦鱼的统一监控，具有抗干扰、连续运行、维护简单和拦鱼效果好的能力，使本系统能够得到广泛推广和应用。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于水域养殖业使用的自动化、网络化设备
，具体是一种基于在在zigbee的无线拦鱼控制系统。
技术介绍
设施农业是20世纪90年代初以来发达国家将电子信息高新技术集成应用于农业可持续发展研究的热门领域，它是现代农业与高新技术相结合的产物。在我国水产养殖业方面，由于网箱养鱼设备简单，长期养鱼过程中的剩余饵料、鱼粪等严重污染了江河、湖泊水质，使本已紧缺水资源遭到严重破坏。21世纪初，在政府部门的监管下，各地开始了治理江河、湖水的网箱养鱼工作，同时也为水域养殖业提出一个新的课题:如何依托江河、湖泊等水域，大力发展高产、优质、生态水产养殖业。为了使水域养殖业不污染水域的水质，人们专利技术了多种水域拦鱼控制系统，现有的水域拦鱼控制系统一般采用各种有线连接进行有线传播控制。这类拦鱼控制系统布线复杂，不易移动，特别是在地形复杂、拦鱼控制范围较大时，布线安装和搬动都会面临很大的困难，而且大范围的布线安装投资成本高，不能实现远程控制，推广和应用困难。而zigbee技术是2004年发展起来的一项新兴的无线通信技术，具有数据传输速率低、功耗低、成本低、网络容量大、时延短、网络的自组织、自愈能力强、通信可靠的特点；zigbee协议还规定了网络拓扑结构和数据传输策略，是部署无线传感器网络的最好用的技术。在zigbee技术中，PHY层和MAC层采用IEEE802.15.4协议标准，网络层和安全层则由zigbee联盟定义；zigbee的应用范围非常广泛，在设施农业应用中，更多的自动化、网络化、智能化和远程控制等设备及方法大量涌现。把zigbee技术应用到水域养殖业，解决现有的水域拦鱼控制系统采用有线连接控制等难题，即通过无线传输实现远程水域拦鱼实时控制，不需在复杂地形进行系统控制站建设，大大降低了拦鱼成本，能实现大规模自适应水域拦鱼的统一监控，具有抗干扰、连续运行、维护简单和拦鱼效果好的能力，使系统能够广泛推广和应用。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于zigbee的无线拦鱼控制系统，以实现大规模自适应水域、多拦鱼设备的自动化、无线网络化统一监控，具有抗干扰、连续运行、维护简单和拦鱼效果好的能力，降低了拦鱼成本，使系统能够得到广泛推广和应用。本专利技术所述的基于zigbee的无线拦鱼控制系统，包括PC上位机、协调器、路由器和多个终端控制器，所述PC上位机用于终端控制器工作状态显示和指令发布；所述协调器与上位机串口通信，通过无线传输与路由器通信；所述路由器与各个终端控制器通过无线传输连接；所述终端控制器用于拦鱼工作状态显示和控制。进一步，所述PC上位机是带有控制软件的PC机，通过串口通信与协调器通信，显示路由器、终端控制器工作状态以及水域水环境指标和指令发布。进一步，所述协调器是CC2530 + CC2591模块，CC2530是一个真正片上系统(SOC)，它的外围元器件较少，它能够以非常低的材料成本建立强大的网络节点，它结合了CC2591射频前端的优良性能，可靠通信距离远，协调器节点通过串口与PC机相连，通过上位机发送数据到协调器，再由协调器通过zigbee无线发送到路。进一步，所述路由器具有路由转发功能，除了不需要串口模块外，其他部分与协调器的设计大多相同，由于它的低功耗特点，采用普通的两节干电池，提供I年以上的工作电量。进一步，所述终端控制器包括终端微处理器、zigbee模块、受控直流高压开关电源、电子开关模块、储能模块、多路电子开关选择模块、输出端口、温度传感器、输出短路传感器、和电导率传感器。所述终端微处理器对受控直流高压开关电源电压高低进行控制，对电子开关模块、多路电子开关选择模块通/断控制，对各种传感器信号进行处理，并与ZigBee模块通信；所述zigbee模块对所有信息进行收发；所述受控直流高压开关电源与电子开关模块连接，电子开关模块与储能模块连接，储能模块与多路电子开关模块连接，多路电子开关模块与输出端口连接，输出端口与水下的电极组连接，其中储能模块储存的前级传送的高压电能，多路电子开关模块在终端微处理器的通/断控制下形成的高压脉冲信号传给水下的电极组形成脉冲电场，温度传感器检测电子开关温度，进行风扇散热控制与电子开关保护，输出短路传感器检测输出端口及水下电极组是否短路，一旦短路，终端微处理器实现断电保护。进一步，所述电子开关模块、多路电子开关选择模块、温度传感器、输出短路传感器通过电路隔离方式进行控制与信号传输，如终端微处理器通过光电耦合控制电子开关，这样使直流高压电路与终端微处理器、zigbee模块等的低压电路隔离，保证设备、人员安全性。进一步，所述多路电子开关选择模块是多刀双掷可变电子开关阵列，输入与输出可以任意选择连接，以多种模式改变水下电极组极性，如极性反转模式、跑马灯模式等。在实际拦鱼过程中发现，由于鱼类长期感受水下固定电场刺激，由原来不适应变为逐渐适应，最后到不怕电场刺激，拦鱼效果差。多路电子开关选择模块以多种模式改变水下电场，使鱼类难以适应多变极性电场刺激，拦鱼效果好，同时延缓电极表面的钙化、氧化，减少吸附物，延长电极寿命，节约成本。进一步，所述水质参数采集模块采用水质参数传感器，用于完成水温、PH值、浊度、电导率、溶解氧含量的全面数据采集，水质参数传感器输出微弱电压、电流信号通过放大电路，转换为标准信号送到终端微处理器，初步控制直流高压开关电源电压以及电子开关模块、多路电子开关选择模块充放电频率，并通过ZigBee模块传送到上位机进行分析处理，完成精细控制。进一步，所述温度传感器为温度采集模块，附着在电子开关模块、多路电子开关选择模块的散热板上，对其表面的温度进行检测，检测到的温度送入终端微处理器，终端微处理器控制风扇速度进行散热，一旦超过温度设定极限，进行断电保护。进一步，所述操作显示模块与终端微处理器连接，在终端微处理器的控制下显示本终端控制器工作状态及脱离zigbee无线网路的人工操作。现有技术相比，本专利技术的优点和有益效果体现在:(I)利用zigbee无线网络组网能力强、覆盖范围广，可以适应各种地形环境和传输要求，实现远程实时拦鱼控制，不需在复杂地形进行系统控制站建设，大大降低了拦鱼成本，使中小渔业养殖户投资小，用得起； (2 )低功耗、高可靠性。在硬件上，终端控制器高压电路与低压电路分开，有利于ZigBee模块在休眠模式、主动模式下可靠控制整个控制器的工作；在软件上通过设置，使发射功率与发射距离良好匹配，降低功耗； (3)终端控制器采用受控高压开关电源电路与低压开关电源电路、各种传感器隔离，实现了多重的安全保护； (4)多路电子开关选择模块以多种模式改变水下电场，改变鱼类电刺激，拦鱼效果好，同时延缓电极表面的钙化、氧化，减少吸附物，延长电极寿命，节约成本； (5)终端控制器利用水质参数模块全面采集水温、PH值、浊度、电导率、溶解氧含量，不但精确控制拦鱼，还对鱼类水质环境全面掌握； (6 )受控直流高压开关电源采用交直流供电，实现了控制系统连续运行工作。【附图说明】图1为本专利技术的原理框图； 图2为本专利技术中协调器的电路原理图； 图3为本专利技术中终端控制器的控制原理图； 图4为本专利技术中上位机的的工作流程图； 图5为本专利技术中协调器的工作流程图； 图本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于zigbee的无线拦鱼控制系统，包括PC上位机、协调器、路由器和用于多个终端控制器，所述PC上位机用于终端控制器工作状态显示、监控和发布指令；所述协调器与上位机串口通信，通过无线传输与路由器通信；所述路由器与各个终端控制器通过无线传输连接；所述终端控制器用于拦鱼控制。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：雷开友，
申请(专利权)人：西南大学，
类型：发明
国别省市：重庆;85
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