[实用新型]一种水产养殖环境智能监控系统

说明书

技术领域

本发明涉及现场总线技术和水产养殖技术的交叉领域，尤其涉及一种水产养殖环境智能监控系统。

背景技术

食品安全问题的严峻形势促使有机产品的需求不断增长，水产养殖有机认证对水产品的质量提出了新的要求，水产养殖环境直接影响养殖鱼类的健康生长，是决定水产品的质量和产量的主要因素。水产品有机认证要求提供精确且真实的养殖环境参数历史数据，由于养殖水域不同位置不同深度的环境参数不同，要提高采集数据的精度，需要对传感器进行全方位立体的布置并持续调整，这就要求系统具有易扩展性和较高的数据安全性。

WSN(无线传感器网络)抗干扰能力较差，网络内通信易受到其他电子信号干扰，稳定性和数据安全性不如有线网络，且节点采用内置电池供电，人工更换电池浪费人力，增加成本。有线网络传输的典型是现场总线技术，其中CAN总线具有良好的扩展性，支持多节点、高安全等级的分布式实时监控系统。文献：基于现场总线的远程分布式水产养殖监控系统，提出了一种基于CAN总线的水产养殖远程监控系统，该系统只涉及到温度、溶解氧、水温等水质参数，且单一传感器由于所处位置和自身质量的差异，所测数据可能会出现较大误差，影响养殖历史数据的精确性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种扩展性好、抗干扰能力强的水产养殖环境智能监控系统，能够全方位立体测量并实时显示养殖环境参数，实现养殖环境参数的自动调节，自动存储并提供历史养殖数据的查询功能。

本发明采用的技术方案是：

一种水产养殖环境智能监控系统，包括上位机远程监控中心、下位机自动控制单元、多个数据采集节点和若干功能节点，所述下位机自动控制单元、各采集节点和各功能节点挂接在CAN总线上，所述下位机自动控制单元通过RS485与上位机远程监控中心通信。

所述数据采集节点布置在养殖场不同位置，以单片机为控制核心，每个采集点可连接水温传感器、PH值传感器、溶解氧传感器、光照度传感器、氨 氮传感器、电导率传感器，各水质传感器布置在不同深度，检测该点的环境参数，通过CAN总线将相关参数上传至下位机自动控制单元。

所述下位机自动控制单元是以单片机为核心的控制单元，包括有CAN接口模块、CPU控制模块、人机交互模块、显示模块和RS485接口模块。所述CPU控制模块接收各数据采集节点上传的实时监测数据，并依据控制策略进行运算后向功能节点发出相关控制指令；所述人机交互模块显示系统实时数据和动态，并可进行养殖现场的人工控制；所述下位机自动控制单元能将接收到的各数据采集节点的实时监测数据、各功能节点的运行状态数据、以及人机交互模块的执行状态数据，通过RS485连接线上传至上位机远程监控中心。

所述上位机远程监控中心是以PC机为核心的控制单元，通过RS485连接线接收下位机自动控制单元上传的数据并自动存储；通过上位机软件实时显示养殖环境；能对存储的历史数据进行查询，但不能修改和删除。

所述若干功能节点是由多个具有独立执行功能的功能节点组成，功能节点以单片机为控制核心，接收下位机自动控制单元的指令，并与增氧装置、补光装置、水温控制装置、给排水装置、预警装置连接。

与现有技术相比，本发明实现养殖环境参数的多点采集，全方位立体布置不同参数传感器，保证了采集数据的精确性；采用CAN总线通信，扩展性、稳定性好，数据安全性高；可自动存储养殖环境历史数据，作为水产养殖有机认证材料。

附图说明

图1为本发明结构简图；

图2为本发明功能原理图；

图3为本发明结构示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图和具体实施例对本发明作详细说明。

本实例的结构示意图如图3所示，上位机远程监控中心为PC机，下位机自动控制单元为带RS485串行接口模块的单片机处理单元，PC机和单片机处理单元通过RS485通信，下位机自动控制单元通过CAN独立控制器SJA1000和CAN总线驱动器PCA82C250挂接在CAN总线上。下位机自动控制单元软件采用模块化的编程方法，包括CPU控制模块、数据处理模块、人机交互模块、显示模块、RS485通信模块、CAN总线通信模块等。