ZigBee無線網箱養(yǎng)殖監(jiān)控系統(tǒng)方案

1、Word文檔ZigBee無線網箱養(yǎng)殖監(jiān)控系統(tǒng)方案一、概述 隨著淡水養(yǎng)殖業(yè)中網箱養(yǎng)殖和水池養(yǎng)殖模式的日益推廣和普及，養(yǎng)殖密度的不斷提高，飼料的投放、疾病防治、水溫、水中溶解氧濃度的檢測與掌握對提高養(yǎng)殖產量與質量特別重要，其中溶解氧濃度檢測與掌握成為提高養(yǎng)殖密度和產量的關鍵。由于水中的溶解氧濃度受水體溫度和季節(jié)變化影響, 在淡水養(yǎng)殖中，水體加氧是一般依據閱歷，隨便性較大，由于加氧不準時而造成養(yǎng)殖損失的現象時在發(fā)生。 目前，國內應用先進的掌握技術進行水體溫度和溶解氧濃度監(jiān)控一般是使用單片機系統(tǒng)，監(jiān)測信號傳輸使用有線方式，但這種方式存在成本高、系統(tǒng)較為簡單、監(jiān)測范圍小、抗干擾性差等缺點。無線傳感器技術

2、是傳感器技術與無線網絡技術的結合，是一種新興的智能監(jiān)測與掌握技術，由于其具有低成本、體積小、實時性強、功耗低、抗干擾性強、嵌入性好等特點，廣泛應用在工農業(yè)生產中。在淡水養(yǎng)殖生產中，應用無線傳感器網絡技術進行水體溫度與溶解氧濃度等數據的采集與傳送、掌握信號的傳輸與加氧掌握，轉變傳統(tǒng)的生產方式，對提高淡水養(yǎng)殖產量、降低生產成本、減輕勞動強度具有重要的意義。 我國海岸線長，極其適合進展深海網箱養(yǎng)殖技術。但是深海環(huán)境簡單，海水溫度變化大，風浪大，給深海網箱養(yǎng)殖技術的進一步推廣帶來困難。網箱養(yǎng)殖對象的生長與外界環(huán)境條件有著親密的聯(lián)系，其中起打算性作用的是水體中的溶氧量、餌料和溫度等。由于溫度驟變而未能準

3、時實行相應預防措施，給網箱養(yǎng)殖業(yè)帶來巨大的損失是一個技術上難以解決的問題。一般用戶不行能準時察覺網箱四周海水溫度的變化，尤其是在晚上。若人為監(jiān)控溫度變化，可能會由于各種因素導致漏報或者延時報警，降低精確性和準時性。為了進一步提高網箱養(yǎng)殖的效率，在合理選擇網箱養(yǎng)殖區(qū)域、提高網箱養(yǎng)殖技術的同時，無線自動溫度監(jiān)測系統(tǒng)是進展深海養(yǎng)殖業(yè)迫切的需要。 二、系統(tǒng)組成 1、數據采集器 數據采集器主要是由電源模塊、溫度傳感器模塊、pH傳感器模塊、水體透亮度檢測模塊、溶氧度檢測模塊、單片機掌握模塊等組成。電源電路供電,單片機接收獵取溫度傳感器、pH傳感器等采集到的數據，采集到的數據經過單片處理后，送到數據采集器的

4、數據輸出口(RS232或者485)。 2、無線傳輸設備 前端采納四信F8914 ZigBee模塊，通過232/485(端子接口)和路燈監(jiān)控終端內的PLC相連，Zigbee作為一種無線連接,可工作在2. 14 GHz(全球流行) 、868 MHz (歐洲流行)和915 MHz (美國流行) 3個頻段上,分別具有最高至250 kbit/ s、20 kbit/ s、40 kbit/ s的傳輸速率。該型號設備一般為終端節(jié)點，相互之間不能通訊，完成信息的發(fā)送和接收。 ZigBee中心節(jié)點采納四信F8114 ZigBee+GPRS模塊，中心節(jié)點收到的數據可以通過串口直接是輸出到服務器上(前端與服務器的距離

5、較近);還可有通過GPRS把其收到的數據發(fā)送的遠端的服務器上，GPRS部分采納國際標準TCP/IP通信協(xié)議，且兩種方式都是實現數據透亮傳輸功能。省去了每個終端的GPRS模塊，只需要中心節(jié)點一個，節(jié)省了成本。 3、數據管理中心 1）依據數據采集器每次傳送到數據中心的數據，可以看到網箱各個水質參數的變化狀況;網箱的集中管理，可以知道每個網箱的狀況。 2）管理人員可在中心掌握室在管理平臺上設定正常溫度范圍，初始位置時傳感器各軸所測得的加速度重量aX0、aY0、aZ0反映了顯示器相對水平面的傾角(圖4中的1、2)。假如某網箱溫度超過設定范圍則中心掌握單元通過聲光等方式報警。 3）并顯示出故障設備的名稱

6、、地址和故障類型，管理人員可依據養(yǎng)殖實際狀況增加或削減監(jiān)控網箱節(jié)點數目，獲創(chuàng)造專利一項及廣東省科技進提示巡更信號已勝利觸發(fā)?？蓪v史數據進行記錄，實現對公共汽車、地鐵和多人乘坐的車輛與各種公共交通運輸方式有效地聯(lián)接。并可依據不同組合條件進行查詢，使MCU可以完全根據USB協(xié)議，并生成報表。 三、系統(tǒng)總架構 1、F8914 - F8914組網 F8914(前端)通過標準的232/485與路燈監(jiān)控一級終端里的PLC連接通信，獵取的數據直接通過2.4G頻率發(fā)送到F8914(中心節(jié)點)。F8914(中心節(jié)點)通過串口與服務器連接，把數據送到后臺，后臺管理軟件對數據進行分析。 2、F8914-F8114

7、組網 1）原理框架 F8114首先進行GPRS撥號上網，然后自動向數據管理中心發(fā)起TCP連接，握手勝利后開頭數據透亮傳輸。路燈監(jiān)控終端把數據集中采集通過PLC把數據傳給F8914，F8914接到數據后即時的將數據通過ZigBee網絡傳送到F8114。F8114通過GPRS數據管理中心將上傳的數據進行分析處理，得出直觀的結果和相應的指令通過GPRS網絡發(fā)送給F8114，再通過ZigBee網絡傳送到F8914即時通過232/485傳送給PLC，PLC依據指令對路燈做出相應的掌握處理。 2）數據中心網絡接入方式 專線接入 中心采納APN專線， 全部點都采納內網固定IP客戶中心通過一條2M APN專線

8、接入移動公司GPRS網絡，雙方互聯(lián)路由器之間采納私有固定IP地址進行廣域連接，在GGSN與移動公司互聯(lián)路由器之間采納GRE隧道。為客戶安排專用的APN，一般用戶不得申請該APN。用于GPRS專網的SIM卡才能進入專網APN，防止其他非法用戶的進入。用戶在內部建立RADIUS服務器，作為內部用戶接入的遠程認證服務器(或在APN路由器內，啟用路由器本地認證功能)。只有通過認證的用戶才允許接入，用以保證用戶內部平安。 用戶在內部建立DHCP服務器(或在APN路由器內，啟用DHCP功能)，為通過認證的用戶安排用戶內部地址。移動終端和服務器平臺之間采納端到端加密，避開信息在整個傳輸過程中可能的泄漏。雙方采納防火墻進行隔離，并在防火墻上進行IP地址和端口過濾。此種方案無論實時性，平安性和穩(wěn)定性較前一種方案都有大大提高，適合于平安性要求較高、數據點比較多、實時性要求較高的應用環(huán)境。在資金允許的狀況下之最佳組網方式。 ADSL撥號連接(動態(tài)公網IP地址) 中心采納ADSL等INTELNET公網連接，采納公網動態(tài)IP+DNS解析服務的?？蛻粝扰cDNS服務商聯(lián)系開通動態(tài)域名，IP MODEM先采納域名尋址方式連接DNS服務器，再由DNS服務器找到中心公網動態(tài)IP，建立連接。此種方式可以大大節(jié)省公網固定IP的費用，但穩(wěn)定性受制于DNS服務器的穩(wěn)定，所以要查找牢靠