基于物聯(lián)網(wǎng)的魚塘智能化養(yǎng)殖系統(tǒng)

基于物聯(lián)網(wǎng)的魚塘智能化養(yǎng)殖系統(tǒng)摘要針對(duì)目前我國(guó)水產(chǎn)養(yǎng)殖規(guī)模越來(lái)越大，種類越來(lái)越豐富，傳統(tǒng)養(yǎng)殖方式已不能滿足要求的現(xiàn)狀，國(guó)家的戰(zhàn)略要求，將智能農(nóng)業(yè)推向了風(fēng)口，“互聯(lián)網(wǎng)+〞必將帶動(dòng)農(nóng)業(yè)的升級(jí)。本作品將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合應(yīng)用到水產(chǎn)養(yǎng)殖領(lǐng)域，設(shè)計(jì)了魚塘養(yǎng)殖智能化系統(tǒng)的架構(gòu)及應(yīng)用實(shí)施方案。系統(tǒng)分為現(xiàn)場(chǎng)管理單元、遠(yuǎn)程管理單元云平臺(tái)三個(gè)局部。根據(jù)魚塘養(yǎng)殖根本流程，對(duì)水產(chǎn)品養(yǎng)殖環(huán)節(jié)的生長(zhǎng)環(huán)境進(jìn)行分析，總結(jié)影響水產(chǎn)品生長(zhǎng)的環(huán)境因素并確定出進(jìn)行水產(chǎn)品高密度養(yǎng)殖的最正確環(huán)境，從而實(shí)現(xiàn)環(huán)境資源的充分利用。關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)、智能化魚塘、CC3200目錄TOC摘要II一、概述31.1設(shè)計(jì)背景31.2所涉技術(shù)開展現(xiàn)狀31.2.1國(guó)內(nèi)外技術(shù)開展31.2.2存在的技術(shù)問(wèn)題41.3創(chuàng)新點(diǎn)51.3.1主要解決的問(wèn)題51.3.2設(shè)計(jì)內(nèi)容簡(jiǎn)介5二、系統(tǒng)的總體方案和功能設(shè)計(jì)6系統(tǒng)的總體方案和功能7三、系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)99910四、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)124.1節(jié)點(diǎn)的軟件功能設(shè)計(jì)1213五、總結(jié)14一、概述設(shè)計(jì)背景農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)是一種新興農(nóng)業(yè)信息化技術(shù)，其體系架構(gòu)分為用戶層、應(yīng)用層、傳輸層、感知層和對(duì)象層5個(gè)層次，其技術(shù)可用于實(shí)現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品平安溯源、精準(zhǔn)化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理、遠(yuǎn)程及自動(dòng)化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理和農(nóng)產(chǎn)品智能儲(chǔ)運(yùn)。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)具有提高生產(chǎn)效率、降低循環(huán)流轉(zhuǎn)本錢、節(jié)約能源資源、提高農(nóng)產(chǎn)品附加值、推動(dòng)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和軟件產(chǎn)業(yè)開展、保護(hù)生態(tài)環(huán)境、保障食品平安、平衡產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)及解放人員“在場(chǎng)〞等社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)的開展對(duì)我國(guó)漁業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整有著重要的意義，主要表現(xiàn)在漁民有效地使用養(yǎng)殖水域，收入提高，城鎮(zhèn)居民生活質(zhì)量的改善。設(shè)施漁業(yè)代表著水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的最高水平，也是漁業(yè)現(xiàn)代化的必然產(chǎn)物，具有穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)、品質(zhì)好、耗水少等優(yōu)點(diǎn)，能有效檢測(cè)與控制養(yǎng)殖水中的各種環(huán)境參數(shù)，建立適于魚類生長(zhǎng)的最正確環(huán)境。目前國(guó)內(nèi)外學(xué)者通過(guò)水產(chǎn)品生長(zhǎng)營(yíng)養(yǎng)需求的分析和研究，己得到了很多水產(chǎn)品營(yíng)養(yǎng)需求的數(shù)據(jù)。不同的魚類對(duì)水場(chǎng)溫度、氧容量等要素也均有它自己嚴(yán)格的要求。如果沒(méi)有進(jìn)行綜合技術(shù)的開發(fā)利用，以致水溫不穩(wěn)，影響?zhàn)B殖魚類的生育和設(shè)施漁業(yè)的高產(chǎn)高效;另外水體溶解氧檢測(cè)不到位影響魚類同化作用的進(jìn)行，造成水體危害，降低了經(jīng)濟(jì)效益。水產(chǎn)養(yǎng)殖的智能化非常重要。國(guó)家的戰(zhàn)略要求，將智能農(nóng)業(yè)推向了風(fēng)口，“互聯(lián)網(wǎng)+〞必將帶動(dòng)農(nóng)業(yè)的智能化升級(jí)。所涉技術(shù)開展現(xiàn)狀國(guó)內(nèi)外技術(shù)開展丹麥、日本等一些水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)較為興旺的國(guó)家，己實(shí)現(xiàn)對(duì)養(yǎng)殖水體中的溫度、pH值、氨氮、COD、BOD等多項(xiàng)具有重要意義的水質(zhì)參數(shù)進(jìn)行在線檢測(cè)，以計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、通信技術(shù)、為根底，通過(guò)某種通信網(wǎng)絡(luò)將分布在目標(biāo)現(xiàn)場(chǎng)的智能設(shè)備和控制中心連接起來(lái)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備分散控制和集中管理的一種先進(jìn)控制方式。國(guó)外的開展的趨勢(shì)是在計(jì)算機(jī)中研究魚類生長(zhǎng)的外界影響因素，主要是水體的溶氧、溫度可視化建模，離應(yīng)用還有一定的距離。實(shí)際上，將科學(xué)理論根底與各種建模方法集成，并有機(jī)地將環(huán)境狀況與生態(tài)生理兩個(gè)模型結(jié)合生長(zhǎng)機(jī)理模型是建模研究的主要內(nèi)容。水體環(huán)境控制的執(zhí)行機(jī)構(gòu)如何協(xié)調(diào)動(dòng)作，使調(diào)控的環(huán)境滿足魚類生長(zhǎng)需求，目前依靠的僅是經(jīng)驗(yàn)。這是制約工廠化漁業(yè)開展的共性問(wèn)題之一;復(fù)雜性的另一個(gè)問(wèn)題是環(huán)境作用的對(duì)象是有生命的，它的生長(zhǎng)機(jī)理或功能模型存在著許多未建模的動(dòng)態(tài)信息，基于該模型提供的信息，作為控制系統(tǒng)的給定值是制約工廠化漁業(yè)開展的共性問(wèn)題之二;另一個(gè)復(fù)雜性表現(xiàn)在目前的調(diào)控手段并沒(méi)有完全與水體的生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益聯(lián)系起來(lái)，缺少一個(gè)智能決策支持系統(tǒng)，這是目前設(shè)施漁業(yè)，特別是示范經(jīng)濟(jì)效益不好的重要原因之一，是制約工廠化農(nóng)業(yè)開展的共性問(wèn)題之三。從整體上看，西方經(jīng)濟(jì)興旺國(guó)家水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)已簽本實(shí)現(xiàn)了水產(chǎn)養(yǎng)殖機(jī)械化、水產(chǎn)養(yǎng)殖品種良種化、水產(chǎn)養(yǎng)殖管理自動(dòng)化、水產(chǎn)養(yǎng)航經(jīng)背符理專業(yè)化、水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)品市場(chǎng)營(yíng)銷信息化。這標(biāo)志著這些國(guó)家水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)生產(chǎn)和裝備的現(xiàn)代化水平相當(dāng)高，如果不加快水產(chǎn)科技現(xiàn)代化的步伐，就有可能落后世界水產(chǎn)科技進(jìn)步的進(jìn)程。存在的技術(shù)問(wèn)題工廠化養(yǎng)殖大多采用循環(huán)流水方式進(jìn)行，水體經(jīng)過(guò)沉淀和過(guò)濾等處理，又流入養(yǎng)魚池繼續(xù)使用。如何對(duì)流水水體的各種成份進(jìn)行有效的控制，是一個(gè)難點(diǎn)。由于實(shí)際的水體處理不好，水體含有很多復(fù)雜的成分，造成水中殘館、糞便增多，引起溶氧下降、氨氮升高，造成魚池水環(huán)境污染，使魚發(fā)生疾病甚至引起死亡。日照時(shí)間縮短是溫室內(nèi)水產(chǎn)養(yǎng)殖的又一大問(wèn)題。如何在光照條件下，最大程度有效地利用日光能量，為魚類創(chuàng)造良好的生長(zhǎng)環(huán)境，是以前研究的一個(gè)重點(diǎn)。目前，絕大多數(shù)水產(chǎn)養(yǎng)殖溫室是鋼架構(gòu)筑的，并且還安裝有不同的設(shè)備，同時(shí)在內(nèi)部還建有磚混結(jié)構(gòu)的水池。所有這些都是陽(yáng)光的遮蔽物，均可明顯縮短日照長(zhǎng)度并使得透光性能變差，影響水產(chǎn)養(yǎng)殖物的正常生長(zhǎng)和發(fā)育。設(shè)施漁業(yè)是高效益、高技術(shù)、高投入、高風(fēng)險(xiǎn)的產(chǎn)業(yè)。目前，由于我國(guó)設(shè)施漁業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中環(huán)境管理水平還比擬低，根本上沒(méi)有同水產(chǎn)養(yǎng)殖的生產(chǎn)效益聯(lián)系起來(lái)，加之水產(chǎn)養(yǎng)殖結(jié)構(gòu)調(diào)整不夠、市場(chǎng)行情把握不好，因而形成了設(shè)施漁業(yè)不景氣的現(xiàn)象。創(chuàng)新點(diǎn)主要解決的問(wèn)題1、實(shí)現(xiàn)養(yǎng)殖生產(chǎn)自動(dòng)化，初步設(shè)計(jì)的軟、硬件系統(tǒng)，對(duì)養(yǎng)殖水體進(jìn)行水溫、溶氧、酸堿度、氣溫等參數(shù)進(jìn)行在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)，準(zhǔn)確地為科學(xué)管理提供技術(shù)參數(shù)，對(duì)提高集約化養(yǎng)殖程度。2、利用TI公司的CC3200構(gòu)造了智能魚塘的模型的環(huán)境模型，系統(tǒng)可定制方便擴(kuò)充，可為智能化魚塘養(yǎng)殖業(yè)提供較好的技術(shù)方案，也便于推廣。設(shè)計(jì)內(nèi)容簡(jiǎn)介本作品主要目的是實(shí)現(xiàn)魚塘養(yǎng)殖場(chǎng)的智能化，可分為現(xiàn)場(chǎng)管理單元和遠(yuǎn)程管理單元兩局部?，F(xiàn)場(chǎng)管理單元，或稱為無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)單元(WSN)，位于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的下層，主要實(shí)現(xiàn)通過(guò)對(duì)養(yǎng)殖現(xiàn)場(chǎng)的水質(zhì)參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)與控制的功能，并通過(guò)WiFi傳至魚塘監(jiān)控中心，以供遠(yuǎn)程客戶使用?，F(xiàn)場(chǎng)管理單元需要硬件與軟件配合實(shí)現(xiàn)其功能。遠(yuǎn)程管理單元位于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的上層，主要實(shí)現(xiàn)下層上傳數(shù)據(jù)的綜合分析與處理和養(yǎng)殖專家支持系統(tǒng)兩種功能。遠(yuǎn)程管理單元主要依靠軟件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)其功能。3、通過(guò)將所有數(shù)據(jù)上傳到中央計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理分析〔云計(jì)算〕，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)養(yǎng)殖環(huán)境、飼料質(zhì)量與養(yǎng)殖效果、養(yǎng)殖魚體健康的監(jiān)測(cè)，飼養(yǎng)投喂量、需求量預(yù)測(cè)、質(zhì)量的判斷，養(yǎng)殖水域環(huán)境質(zhì)量狀態(tài)、技術(shù)對(duì)策等。二、系統(tǒng)的總體方案和功能設(shè)計(jì)系統(tǒng)的總體方案和功能本作品把魚塘環(huán)境因子的情況送到控制中心，由控制中心根據(jù)其具體情況進(jìn)行處理，WSN技術(shù)應(yīng)用于水產(chǎn)養(yǎng)殖的遠(yuǎn)程監(jiān)控中，在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)構(gòu)建一個(gè)小型無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)。系統(tǒng)主要組成局部包括:溶解氧傳感器、溶解氧變送器、圖像采集系統(tǒng)、信號(hào)轉(zhuǎn)換單元、CC3200、人機(jī)界面、控制電路以及同計(jì)算機(jī)的通信接口等。系統(tǒng)方案如圖1所示，本系統(tǒng)采取分散監(jiān)控、集中操作、分級(jí)管理的方法，硬件架構(gòu)主要包括3局部:信息采集模塊、處理模塊、輸出及控制模塊。圖1基于物聯(lián)網(wǎng)的水產(chǎn)養(yǎng)殖智能化監(jiān)控系統(tǒng)硬件架構(gòu)圖物聯(lián)網(wǎng)智能化養(yǎng)殖監(jiān)控系統(tǒng)主要有水質(zhì)監(jiān)測(cè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、視頻監(jiān)測(cè)、遠(yuǎn)程控制、閉環(huán)控制等功能，該系統(tǒng)綜合利用電子技術(shù)、傳感器技術(shù)、計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)水產(chǎn)養(yǎng)殖各階段的水溫、pH值和溶氧量等各項(xiàng)根本參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與預(yù)警，一旦發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，能及時(shí)自動(dòng)處理。通過(guò)一些控制措施來(lái)調(diào)節(jié)水產(chǎn)養(yǎng)殖的溶解氧、溫度、pH值和水位等養(yǎng)殖水質(zhì)的環(huán)境因子，同時(shí)根據(jù)水產(chǎn)品不同生長(zhǎng)階段的需求制定出測(cè)控標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)對(duì)水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境的實(shí)時(shí)檢測(cè)，將測(cè)得參數(shù)和系統(tǒng)設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)進(jìn)行比擬后自動(dòng)調(diào)整水產(chǎn)養(yǎng)殖生態(tài)環(huán)境各控制設(shè)備的狀態(tài)，以使各項(xiàng)環(huán)境因子符合既定要求。系統(tǒng)綜合利用物聯(lián)網(wǎng)傳感技術(shù)、智能處理技術(shù)及智能控制技術(shù)，集數(shù)據(jù)、圖像實(shí)時(shí)采集、無(wú)線傳輸、智能處理和預(yù)測(cè)預(yù)警信息發(fā)布、輔助決策等功能于一體，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)及遠(yuǎn)程系統(tǒng)數(shù)據(jù)獲取和設(shè)備控制。通過(guò)遠(yuǎn)程控制輸氧設(shè)備及時(shí)補(bǔ)充水中的氧氣，啟動(dòng)供氧調(diào)節(jié)裝置等，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)水產(chǎn)品生長(zhǎng)環(huán)境因子的實(shí)時(shí)監(jiān)控依靠無(wú)線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，將檢測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送到中央處理系統(tǒng)進(jìn)行處理，中央處理系統(tǒng)再將分析結(jié)果發(fā)送到控制中心，控制中心那么根據(jù)各種信息進(jìn)行全局事務(wù)的控制養(yǎng)殖戶可以通過(guò)或Web頁(yè)面實(shí)時(shí)了解養(yǎng)殖池內(nèi)各項(xiàng)參數(shù)和啟閉設(shè)備，真正實(shí)現(xiàn)水產(chǎn)養(yǎng)殖技術(shù)的信息化、傳感化，使水產(chǎn)品在最適宜的環(huán)境下生長(zhǎng)，到達(dá)智能、節(jié)能和增產(chǎn)的目的。水產(chǎn)品在養(yǎng)殖過(guò)程中的環(huán)境因子如pH值和溶氧量等數(shù)據(jù)流，采集進(jìn)入信息采集模塊并做進(jìn)一步處理后通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通信模塊傳送到中心控制系統(tǒng)，以形成優(yōu)化控制的策略，然后現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控中心或者遠(yuǎn)程控制中心進(jìn)行智能控制或者下達(dá)命令讓現(xiàn)場(chǎng)人員進(jìn)行人工控制，進(jìn)而對(duì)下一時(shí)刻的環(huán)境因子數(shù)據(jù)流進(jìn)行調(diào)控。養(yǎng)殖魚塘系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)如圖2所示，除根本的節(jié)點(diǎn)及控制通信單元，本作品還通過(guò)將所有數(shù)據(jù)上傳到中央計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理分析〔云計(jì)算〕，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)飼料質(zhì)量與養(yǎng)殖效果、養(yǎng)殖魚體健康、養(yǎng)殖產(chǎn)量等的預(yù)測(cè)，飼養(yǎng)投喂量、需求量預(yù)測(cè)、質(zhì)量的判斷，養(yǎng)殖水域環(huán)境質(zhì)量狀態(tài)、技術(shù)對(duì)策等。養(yǎng)殖魚塘養(yǎng)殖的魚養(yǎng)殖的飼料養(yǎng)殖的水體養(yǎng)殖的魚養(yǎng)殖的飼料養(yǎng)殖的水體PH值溫度溶解氧投餌機(jī)PH值溫度溶解氧投餌機(jī)光照網(wǎng)絡(luò)攝像頭光照網(wǎng)絡(luò)攝像頭視屏監(jiān)控繼電器傳感器探頭視屏監(jiān)控繼電器傳感器探頭增氧機(jī)數(shù)據(jù)分析增氧機(jī)數(shù)據(jù)分析光照監(jiān)控中心光照監(jiān)控中心水體P水體Ph值調(diào)節(jié)圖2魚塘智能化養(yǎng)殖功能框圖三、系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)現(xiàn)場(chǎng)管理單元主要由:傳感器節(jié)點(diǎn)、路由節(jié)點(diǎn)、協(xié)調(diào)器、控制節(jié)點(diǎn)以及現(xiàn)場(chǎng)管理中心計(jì)算機(jī)等設(shè)備組成。遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)主要采取客戶機(jī)/效勞器(C/S模式)和瀏覽器/效勞器(B/S模式)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸與共享。傳感器節(jié)點(diǎn)是無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的根本元素，其主要實(shí)現(xiàn)采集現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，并進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的功能。系統(tǒng)傳感器節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)如圖3所示。各種傳感器如溫度傳感器、溶氧傳感器、pH傳感器等，將采集到的模擬數(shù)據(jù)通過(guò)調(diào)理電路進(jìn)行去干擾和整定，然后通過(guò)CC3200芯片的通用I/O口送入芯片內(nèi)部集成的A/D轉(zhuǎn)換器，然后將得到的數(shù)字信號(hào)送入芯片處理器進(jìn)行處理，最終數(shù)據(jù)被送入CC3200芯片的WiFi無(wú)線單元，該單元具有在WiFi網(wǎng)絡(luò)內(nèi)進(jìn)行數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收。傳感器節(jié)點(diǎn)由電池或太陽(yáng)能提供能量，由CC3200作為核心單元，放置于傳感器節(jié)點(diǎn)柜內(nèi)部，并固定于池中，各種傳感器放置于養(yǎng)殖池水體中，通過(guò)集成于內(nèi)部的無(wú)線單元實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。CC3200模塊無(wú)線單元MCUCC3200模塊無(wú)線單元MCU儲(chǔ)存器A/D轉(zhuǎn)換A/D轉(zhuǎn)換電流電壓轉(zhuǎn)換器電流電壓轉(zhuǎn)換器傳感器模塊傳感器模塊溫度光照溶解氧P溫度光照溶解氧Ph值圖3傳感器節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)控制節(jié)點(diǎn)被安裝位于靠近養(yǎng)殖現(xiàn)場(chǎng)的位置，通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與協(xié)調(diào)器連接，其功能主要用來(lái)控制調(diào)節(jié)養(yǎng)殖池中溶解氧、pH值和水溫等主要的水質(zhì)因子?？刂乒?jié)點(diǎn)根據(jù)上位機(jī)的軟件發(fā)送來(lái)的控制命令和控制參數(shù)，控制電磁閥和增氧機(jī)的運(yùn)行?？刂乒?jié)點(diǎn)由控制模塊和執(zhí)行模塊兩局部組成，控制節(jié)點(diǎn)面向執(zhí)行模塊，用于對(duì)一個(gè)或假設(shè)干個(gè)養(yǎng)殖池進(jìn)行相應(yīng)的動(dòng)作，由一塊CC3200作為節(jié)點(diǎn)的處理中心，負(fù)責(zé)接收現(xiàn)場(chǎng)管理中心監(jiān)控計(jì)算機(jī)發(fā)送過(guò)來(lái)的控制信號(hào)，并驅(qū)動(dòng)執(zhí)行模塊動(dòng)作。控制模塊液晶顯示鍵盤控制模塊液晶顯示鍵盤cc3200cc3200D/A轉(zhuǎn)換光電隔離D/A轉(zhuǎn)換光電隔離執(zhí)行模塊繼電器執(zhí)行模塊繼電器變頻器變頻器執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行機(jī)構(gòu)增氧機(jī)增氧機(jī)進(jìn)水閘出水閘水泵進(jìn)水閘出水閘水泵圖5控制節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)圖網(wǎng)絡(luò)攝像頭和監(jiān)控系統(tǒng)軟件具有實(shí)時(shí)監(jiān)控、歷史數(shù)據(jù)、系統(tǒng)配置、幫助四大功能構(gòu)成，如圖6所示。圖6監(jiān)控軟件結(jié)構(gòu)圖四、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)智能化監(jiān)控系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)以可靠性、平安性為根本原那么，以模塊化、可擴(kuò)展升級(jí)為指導(dǎo)來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)。軟件設(shè)計(jì)主要包含節(jié)點(diǎn)的軟件設(shè)計(jì)和PC機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)。4.1節(jié)點(diǎn)的軟件功能設(shè)計(jì)節(jié)點(diǎn)的軟件功能設(shè)計(jì)分為傳感器節(jié)點(diǎn)通信局部和傳感器節(jié)點(diǎn)采集功能，此局部軟件實(shí)現(xiàn)了傳感器節(jié)點(diǎn)的組網(wǎng)與數(shù)據(jù)傳輸工作，如圖7和圖8所示。開始開始系統(tǒng)初始化N系統(tǒng)初始化超過(guò)20次超過(guò)20次Y參加網(wǎng)絡(luò)定時(shí)蘇醒參加網(wǎng)絡(luò)定時(shí)蘇醒NY出錯(cuò)報(bào)警休眠，關(guān)閉協(xié)議棧休眠指令Y出錯(cuò)報(bào)警休眠，關(guān)閉協(xié)議棧休眠指令N接收簇頭命令接收簇頭命令接受傳感器數(shù)據(jù)接受傳感器數(shù)據(jù)向簇頭發(fā)送數(shù)據(jù)向簇頭發(fā)送數(shù)據(jù)圖7傳感器節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)軟件流程圖開始開始系統(tǒng)初始化系統(tǒng)初始化發(fā)送采集命令發(fā)送采集命令傳感器自動(dòng)N傳感器自動(dòng)Y傳感器自動(dòng)N傳感器自動(dòng)N數(shù)