基于ＧＳＭ技术的鱼塘溶解氧检测与无线传输系统技术方案

本实用新型专利技术涉及基于ＧＳＭ技术的鱼塘溶解氧检测与无线传输系统，由多个从站和一个主站组成，从站由溶解氧温度传感器、信号调理模块、从控制器及ＲＦ射频模块构成，从站的从控制器是ＡＴｍｅｇａ１２８ＡＶＲ单片机，它采集鱼塘的溶解氧含量值并通过ＲＦ射频模块把检测到的信号传给主站；主站由主控制器、ＲＦ射频模块以及ＧＳＭ／ＧＰＲＳ模块构成，主站、从站通过各自且相互匹配的ＲＦ射频模块实现无线数据传输。本系统将无限数传技术及移动通信技术相结合，无线数传应用于主机－终端之间的通信，移动通信应用于远距离信息查询及状态告警，极大地节约了系统成本。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于水质检测领域，尤其是一种基于GSM技术的鱼塘溶解氧检测与无 线传输系统。
技术介绍
水产养殖产业的发展对我国渔业结构调整有着重要的意义，主要表现在渔民可有 效地使用养殖水域、收入提高、城镇居民生活质量得到改善。不同的鱼类对水场温度、氧容 量等要素也均有它自己严格的要求，由于技术、经济条件等多方面的因素，致使单位面积产 量较低，究其原因，主要是其设计未全面考虑各方面因素，未进行综合技术的开发利用，以 致水温不稳，影响养殖鱼类的生育和设施渔业的高产高效；另外水体溶解氧检测不到位，也 会影响鱼类同化作用的进行，造成水体危害，从而降低了经济效益。现代化的水场环境控制技术，是促进鱼类生产实现优质、高产的基本条件和关键 手段之一。通过综合应用生物工程技术和计算机技术，根据指标的变化规律做出适当的调 整，为鱼类生产提供适宜的环境条件，以便充分发挥其生产潜力，提高生产效率。目前，水场环境控制技术一般都是采用PC工业控制计算机为上位监控机，以多个 PLC可编程控制器和多个单片机系统为下位机，通过RS-485协议进行通讯，以此构成计算 机集散监控系统，来监控渔场状态。由于监控中心和各个养殖鱼场的分散性，以及地理和环 境的不同，用有线方式构成计算机网络监控系统，会有距离远、代价高、架线和维护困难等 问题。因此将计算机无线通信技术应用于水产养殖的远程监控中，已成为水质自动监测系 统的发展趋势。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种采用无线通信技术进行远 程监控的基于GSM技术的鱼塘溶解氧检测与无线传输系统。本技术是通过以下技术方案实现的一种基于GSM技术的鱼塘溶解氧检测与无线传输系统，由多个从站和一个主站组 成，其特征在于从站由溶解氧温度传感器、信号调理模块、从控制器及RF射频模块构成， 从站的从控制器是ATmegal28AVR单片机，它采集鱼塘的溶解氧含量值并通过RF射频模块 把检测到的信号传给主站；主站由主控制器、RF射频模块以及GSM/GPRS模块构成，主站、从 站通过各自且相互匹配的RF射频模块实现无线数据传输。而且，从站和主站的RF射频模块均为STR-30型微功率无线数据传输模块，射频频 率采用433MHz的ISM载波频段。而且，从站及主站的RF射频模块与各自控制器的连接均为RF射频模块的RXD和 TXD连接到单片机的PDl和PD0，将引脚SLEEP和RESET连接到PD2和PD3。而且，所述GSM模块选择的是Q2406A。本技术的优点和积极效果是31、本系统采用了分散控制、集中管理的模式，各养鱼池中的下位机可作为独立测 控系统，这样不但不用再凭借经验管理鱼塘，提高管理精度，而且当一个下位机发生故障或 连接上下位机的通信线路发生故障时都不会影响其它下位机的正常工作，故系统的可靠性 高，且面板设计精巧，操作简便，使操作人员很快得心应手。2、本系统引进了无线传输，不但传感器、执行机构与单片机控制系统之间不必考 虑传输信号线分布的问题，可与用户进行短信互动，使用户在任意时间、任意地点(电信服 务网络覆盖的地域)都可了解生产现场的情况。3、本系统上位机的智能管理功能被多台下位机共享，可以对下位机传输的温度、 溶氧量等实时信息进行优化分析处理，自适应的设置控制参数，使系统能够始终控制在最 优状态，可使养鱼池中环境因子长期稳定在适宜生长的条件下，节约电能，节省水能，增加产量，提高效率。附图说明图1为本技术的系统网路组成框图；图2为本技术的单路系统结构图；图3为本技术从站的程序流程图；图4为本技术的主站的程序流程图；图5为本技术发送短信程序流程图；图6为本技术接收短信程序流程图。具体实施方式以下结合附图并通过具体实施例对本技术作进一步详述，以下实施例只是描 述性的，不是限定性的，不能以此限定本技术的保护范围。一种基于GSM技术的鱼塘溶解氧检测与无线传输系统，由多个从站和一个主站组 成，多个从站和主站采用无线射频方式进行通信，射频模块采用STR-30型微功率无线数据 传输模块，频率采用433MHz的ISM载波频段。多个从站用来实时检测鱼塘的溶氧量，并将 数据无线传输出去；主站唯一，接收数据并完成数据的汇总、存储、上位机通信、短信通知等 功能。从站由检测点的溶解氧温度传感器、信号调理模块、从控制器及射频模块构成， 从站的从控制器是ATmegal28AVR单片机，它采集鱼塘的溶解氧含量值并通过射频模块把 检测到的信号传给主站，无线射频模块采用的是STR-30型微功率无线数据传输模块，该模 块的RXD和TXD连接到单片机的PDl和PDO，将引脚SLEEP和RESET连接到PD2和PD3， 使系统有休眠功能和复位功能。从站通过检测点的溶解氧温度传感器将环境因子信号变 成电信号，并送入信号调理部分进行信号的转换、滤波、放大，调理后的信号进入单片机 ATmegal28，然后由ATmegal28控制RF射频模块STR-30将数据实时传输到主站的主控制 器。为了满足精度要求，从站未使用ATmegal28AVR单片机内部的ADC而是外接了 A/D芯片 AD7705来实现模数转换。从站含有看门狗实时监控，微控制器内部看门狗除了监控自行运行状况外，还监 控射频芯片，即使射频芯片被干扰(如雷电干扰)可重新启动。软件上，从站的ATmegal28上电自检后初始化各个设备，然后接收来自主站的带 地址码的数据帧发送数据或命令，每个从站都能收到此命令，并将接收到的地址码与本地 地址码比较，不同则将数据全部丢掉，不做任何响应，等待下一次主站发送要求的到来；地 址码相同，则证明数据是给本地的，从站根据传过来的数据或命令进行不同的响应，将响应 的数据打包后发送回去。从站主程序流程图如图3所示。主站由主控制器、与从站匹配的RF射频模块以及GSM/GPRS模块构成，主控制器同 样选用ATmegal28AVR单片机作为控制核心，它主要接收自从站RF射频模块STR-30传来的 数据，主控制器与主站的RF射频模块STR-30的硬件连接方法与从站相同；同时控制显示模 块显示当前状态，还要与按键电路相连识别用户命令并完成相应动作，更重要地，单片机要 控制GSM模块，以实现用手机短信的方式与业主联系。GSM模块选择的是Q2406A，这是一款TTL/CM0S电平的嵌入式Modem，可直接与用户 的单片机连接，作为一个无线通讯应用单元，此产品是在核心模块的基础上，增加了供电、 SIM/UIM卡、物理电平转换、语音电路、接口等电路；并且以紧凑外形及小尺寸呈现在用户 面前，适合于嵌入到产品中，完成GSM/GPRS的所有功能，供电为5VDC，TTL电平。用户只需 通过单片机的串口收发AT指令来控制Modem的各种工作如收发短信，语音呼出，数据呼 出，应答呼入，GPRS应用等。软件上，主站所要实现的功能是发送要查询N站的带地址码的数据帧，发送数据 或命令(N= {1,2……M}，M为用户设定的基站总数目)，然后接收来自N站的信息，将单片 机根据状态标志调用显示、存储、按键中断、发送短信等模块。然后判断N是否等于M,如果 等则将N置1，重新从基站1到基站M轮流查询；如果不等，则将N加1，查询下一个基站。 主站本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于ＧＳＭ技术的鱼塘溶解氧检测与无线传输系统，由多个从站和一个主站组成，其特征在于：从站由溶解氧温度传感器、信号调理模块、从控制器及ＲＦ射频模块构成，从站的从控制器是ＡＴｍｅｇａ１２８ＡＶＲ单片机，它采集鱼塘的溶解氧含量值并通过ＲＦ射频模块把检测到的信号传给主站；主站由主控制器、ＲＦ射频模块以及ＧＳＭ／ＧＰＲＳ模块构成，主站、从站通过各自且相互匹配的ＲＦ射频模块实现无线数据传输。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵继民，杨世凤，
申请(专利权)人：天津科技大学，
类型：实用新型
国别省市：12[中国|天津]