一种基于Web的水产养殖远程监控系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于web的水产养殖远程监控系统及其控制方法，包括底层监控模块、设备服务器、数据库服务器、网络服务器、远程用户模块；所述底层监控模块包括太阳能供电控制模块和若干参数实时监控模块，底层监控模块与设备服务器相连，设备服务器与数据库服务器相连，数据库服务器和网络服务器相连，网络服务器与远程用户模块相连，上位机采用远程用户端与服务器直接连接的方式来控制执行机构，实时性强，数据传输效率高。数据库服务器开启远程连接功能，使得整个系统移植性好，易扩展。系统投资少、建设和营运成本低、组建灵活易升级、人际界面友好易操作，能够很好的适应水产养殖的需要。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及水质检测和网络通信领域，是一种基于Web的水产养殖远程监控装置和实现方法。
技术介绍
我国是水产养殖业大国，但是对水环境监测系统的应用和开展这方面的研究起步较晚，技术和装备水平低。随着现场总线技术的发展和主流成熟的网络技术、软件技术，控制网逐渐发展起来。远程监控技术应用于水产养殖中，将会极大地促进水产养殖业的健康发展。它不但可以避免传统的离线检测(主要是手工化学测定)中存在的耗时费力、数据不全等弊端，还可以随时了解各数据的变化情况，并对环境参数进行自动控制，使水产养殖管理达到一个“新境界”。远程监控技术是集现代通信技术、计算机技术、故障诊断技术为一体的一门新的交叉技术，是借助网络对系统进行故障监控诊断的技术。监控系统的演变，是一个从集中监控向网络监控的发展历史，大致经过了如下几个发展阶段:单机远程监控，基于Internet的远程监控，基于PSTN网络的远程监控，基于无线通信网络的远程监控，基于B/S结构的利用Web技术的远程监控系统。基于B/S结构的利用Web技术的远程监控是以网络作为通信平台的监控系统，以HTTP技术为基础，具有更简单、高效的优点，已经成为信息网络的一种最普遍应用的信息交互平台。利用网络通信技术Socket技术、数据采集技术及面向对象等软件技术实现了整个系统的系统管理、用户管理、设备监控数据显示及报警等模块，其优点是:充分利用了现有的局域网资源和广域网资源，以信息的实时获取和实时控制为中心，实现信息、资源及任务的综合共享和全局一体化的管理。经对现有技术文献资料的检索发现，中国专利公开号为:CN 101800766 A，名称为:基于Web的工业污水处理远程监控系统，该系统将现场设备与监控中心相连，构建了污水处理监控系统，但该系统存在的不足之处在于，数据库同时处理监控端和Web请求，负载重。采用数据处理模块轮询数据库方式得到控制指令，效率低下，实时性差。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对当前水产养殖监控有线通信的不足，实时性不高，数据不能共享的缺点，提供了一种基于Web的水产养殖远程监控系统，可使用户在终端计算机的浏览器上通过无线网络远程实现鱼池水质参数的无线传输和控制指令的无线传输，避免了有线网络带来的线路铺设成本高、布线复杂，维护困难等不利因素。本专利技术通过以下技术方案予以实现:—种基于Web的水产养殖远程监控系统，包括底层监控模块、设备服务器、数据库服务器、网络服务器、远程用户模块；所述底层监控模块包括太阳能供电控制模块和若干参数实时监控模块，参数实时监控模块包括传感器模块、信号调理电路、CC2530模块、GPRS模块；太阳能供电控制模块给底层监控模块供电，传感器模块连接信号调理电路，信号调理电路连接CC2530模块的一个端口，CC2530模块的另一个端口同增氧机/排水栗/抽水栗相连，CC2530模块输出端同汇聚节点之间的无线通信连接采用Zigbee通信协议，汇聚节点同GPRS模块通过RS232串口连接，GPRS模块与设备服务器之间的通讯基于TCP/IP协议，GPRS模块与设备服务器相连用来传输现场参数信息、设备服务器发出的控制指令和启停执行装置后GPRS作出的应答信息;设备服务器与数据库服务器相连用于传输现场参数信息、告警信息和用户操作信息，存储于数据库中；数据库服务器和网络服务器相连用于传输现场参数信息及用户注册、登录信息；网络服务器与远程用户模块相连用于传输参数信息到浏览器上以表格和曲线形式显示；运行于远程用户模块的ActiveX采用Socket接口与设备服务器连接传输控制指令和警告信息。本专利技术的方法的技术方案为: 一种基于Web的水产养殖远程监控系统控制方法，包括步骤:步骤1，传感器模块分别采集PH、温度、水位、溶解氧的水质参数信息；步骤2，传感器模块将水质参数信息处理后经过CC2530模块发送到GPRS模块；步骤3，GPRS模块与设备服务器以TCP/IP协议建立连接，采用socket接口传输数据，将水质参数信息发送到设备服务器；步骤4，设备服务器上的本地监控软件解析数据包后将温度、溶解氧、水位、PH分类存放到数据库服务器内的数据库中，并给定下位机控制节点的控制参数及期望值，实现对现场的远程自动控制；步骤5，网络服务器为水产养殖远程监控网站，从数据库服务器内的数据库中提取水质参数信息，并根据实际情况设置网页动态异步刷新间隔为400s，最终通过Internet信息服务管理器发布网站，以.aspx网页形式在浏览器上显示；步骤6，用户通过浏览器首次进入网站时，ActiveX请求安装运行。网络服务器根据数据库中的用户信息确认用户类型，普通用户可以查看网页，在自动控制系统出现异常时，系统用户可以选择手动控制现场，ActiveX控件与设备服务器以TCP/IP协议建立连接，采用socket接口传输数据，控制指令由浏览器端直接发送到设备服务器上；步骤7，设备服务器上的本地监控软件判定控制指令有效后发送给GPRS模块，并存储操作记录到数据库；步骤8，GPRS模块将控制指令发送到汇聚节点，由汇聚节点发送给相应控制节点，以控制增氧机、水栗的启停。进一步，所述设备服务器具有最高控制权，可以设置是否允许所述远程用户对现场执行机构实施控制。进一步，所述设备服务器每50s接收一次GPRS模块发送的数据包，每8组数据取平均值存入数据库，参数在数据库中以时间为标识符排列。进一步，所述网络服务器采用AJAX技术每400s异步刷新一次页面，推送数据库的水质参数信息在终端计算机的浏览器上以表格和曲线形式显示。进一步，所述远程用户模块控制部分是采用MFC框架编写的ActiveX控件，嵌入到网络服务器中，能够运行于任意Windows系统的终端计算机上，与设备服务器直接通信。进一步，所述设备服务器上的本地监控软件将参数信息存储于SQL2008数据库中，使得所述网络服务器能够通过动态刷新页面的方式在浏览器端呈现参数信息。根据上述技术方案得到的本专利技术具有如下优点:I)所述网络服务器3采用AJAX技术每400s异步刷新一次页面，即使用户长时间开着页面，不用手动刷新，也能实时查看水质参数的最新动态，实时性高。2)数据库服务器开启远程连接功能，使得整个系统移植性好，易扩展。3) ActiveX控件嵌入到网络服务器中，远程用户首次进入网站时，页面提示用户下载控件，控件注册运行后能够永久使用，以后再打开页面时不需要再下载，直接运行。远程用户模块4采用ActiveX与设备服务器直接相连发送控制指令，传输效率高，实时性高。4)系统采用B/S模式简化了客户端的设计，方便了服务器端的开发、维护和升级工作。5)本专利技术的系统克服传统的有线串口与上位机通讯，实现水质参数和控制指令的远程实时传输。无线传感网络采用普遍的2.4GHz全球公开免费频段，可减少外界其它设备当前第1页1 2 3 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于Web的水产养殖远程监控系统，其特征是，包括底层监控模块(1)、设备服务器(2)、数据库服务器、网络服务器(3)、远程用户模块(4)；所述底层监控模块(1)包括太阳能供电控制模块和若干参数实时监控模块，参数实时监控模块包括传感器模块、信号调理电路、CC2530模块、GPRS模块；太阳能供电控制模块给底层监控模块(1)供电，传感器模块连接信号调理电路，信号调理电路连接CC2530模块的一个端口，CC2530模块的另一个端口同增氧机/排水泵/抽水泵相连，CC2530模块输出端同汇聚节点之间的无线通信连接采用Zigbee通信协议，汇聚节点同GPRS模块通过RS232串口连接，GPRS模块与设备服务器(2)之间的通讯基于TCP/IP协议，GPRS模块与设备服务器(2)相连用来传输现场参数信息、设备服务器(2)发出的控制指令和启停执行装置后GPRS作出的应答信息；所述设备服务器(2)与数据库服务器相连用于传输现场参数信息、告警信息和用户操作信息，存储于数据库中；数据库服务器和网络服务器(3)相连用于传输现场参数信息及用户注册、登录信息；网络服务器(3)与远程用户模块(4)相连用于传输参数信息到浏览器上以表格和曲线形式显示；运行于远程用户模块(4)的ActiveX采用Socket接口与设备服务器(2)连接传输控制指令和警告信息。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈海磊，刘星桥，管云霞，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32