[发明专利]一种多点通用养殖池塘自适应测控模组

说明书

技术领域

本发明涉及一种多点通用养殖池塘自适应测控模组，属于水产养殖环境测控领域。

背景技术

水产养殖业对于改善居民饮食及营养结构，增加就业和发展经济具有重要意义。水产养殖的池塘水环境指标影响水产品的产量和质量。在传统水产养殖过程中，养殖者根据个人经验判断水质的好坏，当水质不好时，人工打开水泵或增氧机等设备改善水环境，这种养殖方式对水体指标的检测精度不高，且要求人员有丰富的经验，不适合大规模科学养殖。

目前，在一些相对比较发达的地区，水环境自动测控技术已经应用到水产养殖过程中，这种应用主要分为两种层次。第一种层次的应用仅限于传感器的单独使用，养殖者在池塘中安装了不同类型的传感器，如：溶解氧、pH、温度、水位、盐度、浊度传感器等，养殖者定期巡检传感器测量数据，再据此做出相应判断。第二种层次的水环境自动测控技术在第一种的基础上增加了数据自动采集和存储系统，养殖者在监控室就可查看各个池塘的水质指标，并远程控制水泵、增氧机以及投喂机等设备的启动/停止。

由于传感器的使用寿命有限，往往需要频繁更换，但目前的水环境自动检测设备中的传感器需要具有一定的自动化仪表基础知识的人员来进行更换，而目前多数养殖场所的人员素质达不到这一要求，这就需要传感器生产厂家派出专业人员进行更换，不仅耽误养殖场所的生产经营也给传感器生产厂家增加了很大的人力成本。

发明内容

本发明提供一种多点通用养殖池塘自适应测控模组，解决现有水环境检测设备需要专业人员到场更换的问题。

所述多点通用养殖池塘自适应测控模组由计算机、ZigBee网关、测控模组和通用传感器组成，其中通用传感器连接测控模组，测控模组耦接ZigBee网关，ZigBee网关连接计算机；通用传感器包括常规传感器、信号类型标识电路和通用接头，其中常规传感器和信号类型标识电路分别连接通用接头；测控模组由通用插座、信号判断电路、单入多出模拟开关、多入单出模拟开关、信号处理电路、微处理器、ZigBee模块、数字量输出控制电路和模拟量输出控制电路组成，其中通用传感器的通用接头连接通用插座，通用插座连接信号判断电路，信号判断电路连接单入多出模拟开关，单入多出模拟开关连接多入单出模拟开关，多入单出模拟开关连接信号处理电路，信号处理电路连接微处理器，同时，微处理器还和ZigBee模块、数字量输出控制电路和模拟量输出控制电路相连接。

所述通用接头集成常规传感器的接线端和信号类型标识电路的接线端；包含多个内部端子，所有端子分为两类，一类连接常规传感器的信号，另一类连接信号类型标识电路的数字量输出信号。

所述测控模组用于实现对各传感器测量信号的处理以及控制信号的输出。

所述ZigBee网关用于和多个测量模组进行无线数据通信，将采集到的水环境数据传输到计算机。

所述常规传感器包括溶解氧传感器、pH传感器、温度传感器、液位传感器和盐度传感器等。所述常规传感器的信号可以是4-20mA电流信号、0-10V电压信号、RS-485串口信号、I2C总线信号或SPI总线信号等。

所述信号类型标识电路是一个多路开关量输出电路。可根据多个数字量的取值组合区分传感器的信号类型。如：“001”表示I2C总线信号，“010”表示4-20mA电流信号，“111”表示RS-485串口信号。

所述通用插座设置有卡槽，通用传感器的通用接头对齐卡槽后和通用插座牢固连接。没有对齐卡槽时通用接头不能连接。

所述信号判断电路对传感器信号类型进行判断，其输出分为通道控制信号和传感器信号。通道控制信号连接单入多出模拟开关的控制信号端，传感器信号连接单入多出模拟开关的数据输入端。不同的通道控制信号使传感器信号从模拟开关不同的通道输出，每个通道对应不同的信号类型，比如：从上到下分别为I2C通道，……，4-20mA通道和RS-485通道。

所述多入单出模拟开关设置有多路数据输入端、数据输出端和控制信号端，多路输入分别连接所有单入多出模拟开关的相同类型的通道，数据输出端连接后续的信号处理电路，控制信号来自微控制器，微控制器定时发出不同的控制信号，使多入单出模拟开关的输入分别从数据输出端输出。

所述信号处理电路根据常用传感器的信号类型分为多种。如：I2C信号处理电路，4-20mA信号处理电路和RS-485串口信号处理电路等。

所述微处理器连接所有信号处理电路，微处理器对接收到的信号进行变换和校正。