[发明专利]基于ZigBee的水产养殖水质在线监测系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种水质在线监测系统，具体涉及一种基于ZigBee的水产养殖水质在线监测系统，属于水质在线监测技术领域。

背景技术

我国现在的淡水水域养殖通常是在池塘中进行，而池塘中的水是由外界的供水系统提供，很多农村地区的供水系统都比较落后，通常是露天的水渠形式。由于现在农业中使用的农药种类和数量在日益上升，这就会由一些农药残留在露天的水渠中，如果受农药污染水流到养殖的池塘，经过长时间的累积，高浓度的农药残留会给池塘的水产品造成危害，轻者影响水产品的产量，重者会引起水产品死亡，或者高浓度农药残留的水产品流向市场，危害消费者的身体健康，也可能引起食物中毒。因此，对于池塘的水质监测迫在眉睫。

发明内容

在下文中给出了关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。

鉴于此，本发明提供一种基于ZigBee的水产养殖水质在线监测系统，以解决上述技术问题。

本发明提供了基于ZigBee的水产养殖水质在线监测系统，包括终端节点、路由节点、汇聚节点和远程监控中心；路由节点和终端节点都带有传感器用来监测各水质参数，路由节点和终端节点组成了ZigBee无线传感器网络，采用网状拓扑结构组网；终端节点、路由节点分别与汇聚节点通讯连接，汇聚节点与远程监控中心之间通过GPRS远程数据传输。

本发明终端节点加入网络后，进行数据通讯时仅仅和与之相连的路由节点进行数据交换，路由节点则以多跳的方式通过其他路由节点将数据转发到本地监测点区域的汇聚节点。

进一步地：所述终端节点、路由节点均包括实时时钟模块、数据存储模块、数据采集模块、电源模块和ZigBee无线通信模块；所述实时时钟模块、数据存储模块、数据采集模块和电源模块均与ZigBee无线通信模块连接。

数据采集模块通过传感器对水质参数进行采集，获得的数据由调理电路处理放大后，传送给ZigBee无线通信模块进行A/D转换；ZigBee无线通信模块内嵌的处理器和数据存储器模块完成数据的处理、暂存和转发；终端节点和路由节点均采用锂电池供电，电源模块包括电量检测和充电管理两部分；实时时钟模块用于提供实时时钟和同步时间。

ZigBee无线通信模块采用新一代低功耗ZigBee片上系统CC2530作为网络传感器节点的核心，该芯片遵循IEEE802.15.4标准，同时RF收发器为2.4GHz，可编程的输出功率高达4.5dBm，超低功耗，有5种运行模式。芯片内核采用优化的8位8051微控制器内核，有强大的5通道DMA功能。该芯片系统资源和外围接口丰富，内部集成安全协处理器、看门狗定时器及电池监视和温度传感器，支持多种工作模式，硬件支持CSMA/CA、21个I/O口、3个定时器和多种通信接口。

进一步地：所述汇聚节点包括实时时钟模块、数据存储模块、系统报警模块、GPRS无线通信模块、ZigBee无线通信模块、电源模块和STM32微处理器；所述实时时钟模块、数据存储模块、系统报警模块、GPRS无线通信模块、ZigBee无线通信模块和电源模块均与STM32微处理器连接。

汇聚节点采用大容量的锂电池供电，利用电源管理模块来监测电池电量及工作状态；ZigBee无线通信模块收到路由节点上传的数据后，通过串行接口传送给与之相连的STM32微处理器；数据存储模块用于存储系统数据；实时时钟模块提供实时时钟和同步时间；GPRS无线通信模块用来实现与远程监控中心的数据传输；节点出现故障或电池电量过低时，系统报警模块发出警报信号。

有益效果：

1、本发明的养殖水体的水质在线监测系统，设计合理，结构简单，应用方便，可以准确、实时对养殖水体水质进行监测。

2、本发明的养殖水体的水质在线监测系统的检测模块，检测结果与真实结果准确度控制在98％以上，平行检测结果平均偏差控制在10％以内，具有较高的准确度和稳定性。

附图说明

图1为本发明实施例所述的基于ZigBee的水产养殖水质在线监测系统的示意图；

图2为本发明的终端节点、路由节的示意图；

图3为本发明的汇聚节点的示意图。

具体实施方式