本發(fā)明涉及水產(chǎn)養(yǎng)殖水質(zhì)監(jiān)測(cè)裝置，基于無線數(shù)傳和微處理器的水產(chǎn)養(yǎng)殖水質(zhì)監(jiān)測(cè)裝置。

背景技術(shù)：

在水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)向縱深發(fā)展的過程中，發(fā)展科技含量高的節(jié)水養(yǎng)殖業(yè),特別是循環(huán)水，工廠化養(yǎng)殖，是發(fā)達(dá)國(guó)家普遍采取的措施。工廠化養(yǎng)殖就需要對(duì)水質(zhì)的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行自動(dòng)采集和控制。目前水產(chǎn)工廠化養(yǎng)殖普遍遇到的問題是由于地理環(huán)境限制，布線困難，靈活性差，成本高等問題。

為解決目前水產(chǎn)養(yǎng)殖水質(zhì)自動(dòng)采集和控制中存在布線困難、靈活性差和成本高等問題。本發(fā)明采用無線數(shù)傳和微處理器技術(shù)，并使用太陽(yáng)能光伏板和電池進(jìn)行供電，無需布線。將傳感器采集的數(shù)據(jù)通過微處理器的處理，無線數(shù)傳傳輸?shù)綑z測(cè)監(jiān)控中心。極大的節(jié)省了布線和管理的成本。

與傳統(tǒng)水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)無傳感器數(shù)據(jù)只靠經(jīng)驗(yàn)方法，或者是大規(guī)模布線的有線傳感器采集水體參數(shù)的方法比較。此監(jiān)測(cè)裝置具有無線傳輸，無需布線，穩(wěn)定性和可靠性好的特點(diǎn)。采用太陽(yáng)能和電池供電，無需外接電源，適合遠(yuǎn)距離和惡劣環(huán)境。采用無線數(shù)傳，可傳輸距離長(zhǎng)，無需布線，安裝簡(jiǎn)便等特點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種基于無線數(shù)傳和微處理器的水產(chǎn)養(yǎng)殖水質(zhì)監(jiān)測(cè)裝置。該水質(zhì)監(jiān)測(cè)裝置集成在一個(gè)封閉外殼里，使此設(shè)備漂浮于檢測(cè)水域的表面，可以對(duì)抗水環(huán)境等惡劣環(huán)境。采用太陽(yáng)能電板和電池供電相結(jié)合，非常易于安裝。只需要將此設(shè)備漂浮于檢測(cè)水域表面，下部用纜繩固定一定重物到被檢測(cè)水域底部，避免漂走，可連續(xù)工作。

本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

基于無線數(shù)傳和微處理器的水產(chǎn)養(yǎng)殖水質(zhì)監(jiān)測(cè)裝置，包括系統(tǒng)主機(jī)、遙控器。

主機(jī)有長(zhǎng)方形外殼，主機(jī)正面設(shè)有液晶顯示屏、正面左上角設(shè)有紅外接收器、主機(jī)上面左側(cè)有一個(gè)太陽(yáng)能光伏發(fā)電板、主機(jī)上面右側(cè)有一個(gè)無線數(shù)傳天線、主機(jī)右側(cè)面上方有四個(gè)傳感器接口，從上向下依次為傳感器接口a, 傳感器接口b, 傳感器接口c, 傳感器接口d。主機(jī)右側(cè)下方有一個(gè)纜繩連接固定位置。

液晶顯示屏可以實(shí)時(shí)顯示傳感器采集的水溫值，酸堿度PH值，溶解氧DO值，氨太氮和各種煙硝酸鹽及硫化氫等有毒物質(zhì)含量等數(shù)據(jù)，但為了節(jié)約電力，在系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)此液晶顯示屏是關(guān)閉的，只有在通過遙控器接收到屏幕點(diǎn)亮信號(hào)后才點(diǎn)亮，并于一定超時(shí)后自動(dòng)關(guān)閉。

紅外接收器負(fù)責(zé)接收紅外遙控器的遙控信號(hào)，對(duì)主機(jī)進(jìn)行設(shè)置，和下達(dá)各種操作指令。

太陽(yáng)能光伏板為此裝置的動(dòng)力裝置，負(fù)責(zé)接收太陽(yáng)光發(fā)電，在太陽(yáng)光充足的情況下，此電池板產(chǎn)生的電力供應(yīng)整個(gè)裝置運(yùn)行的同時(shí)還給裝置內(nèi)部的電池充電，當(dāng)夜晚或光照不足時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)由電池供電，由于采用了低功耗設(shè)計(jì)，此光伏發(fā)電板和電池完全可以提供整個(gè)設(shè)備的長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行，完全不需要在水域中央鋪設(shè)交流電。

無線數(shù)傳天線負(fù)責(zé)發(fā)送無線數(shù)傳模塊的無線信號(hào)。用于與主機(jī)進(jìn)行通信。

四個(gè)傳感器接口用于連接外部水溫傳感器，酸堿度PH值傳感器，溶解氧DO值傳感器，氨太氮和各種煙硝酸鹽及硫化氫傳感器，這些傳感器接口采用了485總線，可以一個(gè)接口同時(shí)連接多個(gè)傳感器，也可以通過軟件設(shè)置不同傳感器協(xié)議，靈活配置傳感器的連接，不需要某一個(gè)固定傳感器對(duì)應(yīng)一個(gè)固定傳感器接口，極大的提高了系統(tǒng)的靈活性和可用性。

纜繩連接固定位置用于連接固定纜繩，在纜繩下固定一個(gè)重物到池塘底部，使此傳感器固定于水域的某一個(gè)固定位置，避免隨意漂移。

遙控器有若干按鈕，通過紅外線，在一定距離內(nèi)實(shí)現(xiàn)對(duì)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)置。

主機(jī)內(nèi)部包括OMAP3515主板、液晶顯示屏、紅外接收器、無線數(shù)傳模塊，無線數(shù)傳天線、傳感器接口a, 傳感器接口b, 傳感器接口c, 傳感器接口d, 光伏發(fā)電板管理及電池電源部分組成。液晶顯示屏通過MIPI顯示總線取得OMAP3515的顯示數(shù)據(jù)，顯示傳感器采集的水溫值，酸堿度PH值，溶解氧DO值，氨太氮和各種煙硝酸鹽及硫化氫等有毒物質(zhì)含量等數(shù)據(jù)。同時(shí)OMAP3515主板通過串口控制和傳輸數(shù)據(jù)給無線數(shù)傳模塊，無線數(shù)傳模塊通過串口取得傳輸數(shù)據(jù)后，通過射頻電纜傳送無線信號(hào)到無線數(shù)傳天線上，無線數(shù)傳天線負(fù)責(zé)發(fā)射和接收無線數(shù)傳信號(hào)。紅外接收器通過I2C總線連接到OMAP3515主板上，接收來自遙控器的信號(hào)，并傳送給OMAP3515，實(shí)現(xiàn)對(duì)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)置。傳感器接口a，傳感器接口b, 傳感器接口c, 傳感器接口d負(fù)責(zé)連接外部的溫度傳感器，酸堿度PH值傳感器，溶解氧DO值傳感器，氨太氮和各種煙硝酸鹽及硫化氫傳感器, 采集各種數(shù)據(jù)傳送給OMAP3515進(jìn)行處理。光伏發(fā)電板管理及電池部分負(fù)責(zé)管理光伏發(fā)電板，同事提供電池充電和放電管理，也提供整個(gè)系統(tǒng)的電力，在光線充足的時(shí)候光伏發(fā)電板發(fā)的電不但供應(yīng)本機(jī)系統(tǒng)的用電，還給電池充電。當(dāng)天氣陰暗或在晚上，沒有太陽(yáng)光的時(shí)候，由電池給整個(gè)系統(tǒng)供電。

主機(jī)板由微處理器OMAP3515電路、DDR3L內(nèi)存電路、EMMC存儲(chǔ)電路、MIPI顯示輸出接口、I2C紅外遙控接口、串口無線數(shù)傳接口、串口轉(zhuǎn)RS485線路a，串口轉(zhuǎn)RS485線路b，串口轉(zhuǎn)RS485線路c，串口轉(zhuǎn)RS485線路d組成。微處理器OMAP3515負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行、數(shù)據(jù)處理。該微處理器集成了EMMC存儲(chǔ)控制器、MIPI顯示適配器、串口控制器、I2C總線控制器。由于集成了上述所說控制器，相應(yīng)接口只需從OMAP3515主板連接出來到相應(yīng)設(shè)備即可，不需要外掛控制器，大大提高了系統(tǒng)集成度。DDR3L內(nèi)存采用MT41K256M16存儲(chǔ)器，OMAP3515運(yùn)行時(shí)需要暫時(shí)存取的數(shù)據(jù)通過內(nèi)存數(shù)據(jù)線存放在DDR3L內(nèi)存電路里。EMMC采用KLMDGAGEAC存儲(chǔ)器，需要永久保存的數(shù)據(jù)，通過EMMC數(shù)據(jù)線存儲(chǔ)在EMMC存儲(chǔ)電路里。串口轉(zhuǎn)485線路a, 串口轉(zhuǎn)485線路b, 串口轉(zhuǎn)485線路c, 串口轉(zhuǎn)485線路d用于將處理器OMAP3515的串口數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成485數(shù)據(jù)后連接外部傳感器，由于485信號(hào)可以長(zhǎng)距離通信傳輸，轉(zhuǎn)換成485信號(hào)后，本機(jī)可以和各種傳感器不需要放在一起，可以靈活放置，提高了安裝的靈活性。串口無線數(shù)傳接口用于連接無線數(shù)傳模塊，傳送和控制無線數(shù)傳模塊將采集到的有用數(shù)據(jù)通過無線方式傳輸?shù)奖O(jiān)控中心。

OMAP3515通過串口轉(zhuǎn)485線路后連接傳感器取得傳感器采集的水溫值，酸堿度PH值，溶解氧DO值，氨太氮和各種煙硝酸鹽及硫化氫等有毒物質(zhì)含量等數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)信息存儲(chǔ)到EMMC存儲(chǔ)器上，并同時(shí)顯示在本機(jī)的顯示屏上，同時(shí)將數(shù)據(jù)通過無線數(shù)傳傳送到遠(yuǎn)端的監(jiān)控中心。采用太陽(yáng)能供電和電池供電相結(jié)合，可以在水域中心位置布設(shè)，在無需電力供應(yīng)環(huán)境下連續(xù)工作，極大的提高了本裝置的適應(yīng)能力。

本發(fā)明的有益效果是：

1、采用無線數(shù)傳進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，具有距離長(zhǎng)，無須架設(shè)數(shù)據(jù)線，安裝簡(jiǎn)便等特點(diǎn)。

2、采用低功耗設(shè)計(jì)，并使用光伏發(fā)電板和電池供電，無需鋪設(shè)電纜，易于施工安裝，節(jié)省施工成本。

3、將整個(gè)設(shè)備封閉于一個(gè)小體積的盒子里，具有防水，抗侵蝕特點(diǎn)，非常適合惡劣環(huán)境。

附圖說明

圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明主機(jī)內(nèi)部示意圖；

圖3為本發(fā)明主機(jī)電路板示意圖。

圖中：1為光伏發(fā)電板，2為紅外接收器，3為系統(tǒng)主機(jī)，4為液晶顯示屏，5為數(shù)傳天線，6為傳感器接口a，7為傳感器接口b，8為傳感器接口c，9為傳感器接口d，10為固定纜繩位置。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

如圖1、圖2、圖3所示，一種基于無線數(shù)傳和微處理器的水產(chǎn)養(yǎng)殖水質(zhì)監(jiān)測(cè)裝置

該裝置連接如下：主機(jī)3有一個(gè)長(zhǎng)方形外殼，主機(jī)3正面設(shè)有液晶顯示屏4、正面左上角設(shè)有紅外接收器2、主機(jī)上面左側(cè)有一個(gè)太陽(yáng)能光伏發(fā)電板1、主機(jī)上面右側(cè)有一個(gè)無線數(shù)傳天線5、主機(jī)右側(cè)面上方有四個(gè)傳感器接口，從上向下依次為傳感器接口a 6, 傳感器接口b 7, 傳感器接口c 8, 傳感器接口d 9。主機(jī)右側(cè)下方有一個(gè)纜繩連接固定位置10。

該裝置信號(hào)流如下：當(dāng)設(shè)備安裝完畢后，工作人員通過遙控器接口遙控裝置開機(jī)，系統(tǒng)開始運(yùn)行。傳感器接口a , 傳感器接口b , 傳感器接口c , 傳感器接口d 從外部連接的水溫傳感器，酸堿度PH值傳感器，溶解氧DO值傳感器，氨太氮和各種煙硝酸鹽及硫化氫傳感器采集到數(shù)據(jù)，傳送給處理器OMAP3515，處理器經(jīng)過處理后通過液晶顯示屏實(shí)時(shí)顯示傳感器采集的數(shù)據(jù)，并通過無線數(shù)傳將這些數(shù)據(jù)無線發(fā)送給遠(yuǎn)端的數(shù)據(jù)監(jiān)控中心。紅外接收器負(fù)責(zé)接收紅外遙控器的遙控信號(hào)，對(duì)主機(jī)進(jìn)行設(shè)置，和下達(dá)各種操作指令。光伏發(fā)電板提供本機(jī)內(nèi)部所需用電和電池充電。

主機(jī)內(nèi)部包括OMAP3515主板、液晶顯示屏、紅外接收器、無線數(shù)傳模塊，無線數(shù)傳天線、傳感器接口a, 傳感器接口b, 傳感器接口c, 傳感器接口d, 光伏發(fā)電板管理及電池電源部分組成。液晶顯示屏通過MIPI顯示總線取得OMAP3515的顯示數(shù)據(jù)，顯示傳感器采集的水溫值，酸堿度PH值，溶解氧DO值，氨太氮和各種煙硝酸鹽及硫化氫等有毒物質(zhì)含量等數(shù)據(jù)。同時(shí)OMAP3515主板通過串口控制和傳輸數(shù)據(jù)給無線數(shù)傳模塊，無線數(shù)傳模塊通過串口取得傳輸數(shù)據(jù)后，通過射頻電纜傳送無線信號(hào)到無線數(shù)傳天線上，無線數(shù)傳天線負(fù)責(zé)發(fā)射和接收無線數(shù)傳信號(hào)。紅外接收器通過I2C總線連接到OMAP3515主板上，接收來自遙控器的信號(hào)，并傳送給OMAP3515，實(shí)現(xiàn)對(duì)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)置。傳感器接口a，傳感器接口b, 傳感器接口c, 傳感器接口d負(fù)責(zé)連接外部的溫度傳感器，酸堿度PH值傳感器，溶解氧DO值傳感器，氨太氮和各種煙硝酸鹽及硫化氫傳感器, 采集各種數(shù)據(jù)傳送給OMAP3515進(jìn)行處理。光伏發(fā)電板管理及電池部分負(fù)責(zé)管理光伏發(fā)電板，同事提供電池充電和放電管理，也提供整個(gè)系統(tǒng)的電力，在光線充足的時(shí)候光伏發(fā)電板發(fā)的電不但供應(yīng)本機(jī)系統(tǒng)的用電，還給電池充電。當(dāng)天氣陰暗或在晚上，沒有太陽(yáng)光的時(shí)候，由電池給整個(gè)系統(tǒng)供電。

主機(jī)板由微處理器OMAP3515電路、DDR3L內(nèi)存電路、EMMC存儲(chǔ)電路、MIPI顯示輸出接口、I2C紅外遙控接口、串口無線數(shù)傳接口、串口轉(zhuǎn)RS485線路a，串口轉(zhuǎn)RS485線路b，串口轉(zhuǎn)RS485線路c，串口轉(zhuǎn)RS485線路d組成。微處理器OMAP3515負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行、數(shù)據(jù)處理。該微處理器集成了EMMC存儲(chǔ)控制器、MIPI顯示適配器、串口控制器、I2C總線控制器。由于集成了上述所說控制器，相應(yīng)接口只需從OMAP3515主板連接出來到相應(yīng)設(shè)備即可，不需要外掛控制器，大大提高了系統(tǒng)集成度。DDR3L內(nèi)存采用MT41K256M16存儲(chǔ)器，OMAP3515運(yùn)行時(shí)需要暫時(shí)存取的數(shù)據(jù)通過內(nèi)存數(shù)據(jù)線存放在DDR3L內(nèi)存電路里。EMMC采用KLMDGAGEAC存儲(chǔ)器，需要永久保存的數(shù)據(jù)，通過EMMC數(shù)據(jù)線存儲(chǔ)在EMMC存儲(chǔ)電路里。串口轉(zhuǎn)485線路a, 串口轉(zhuǎn)485線路b, 串口轉(zhuǎn)485線路c, 串口轉(zhuǎn)485線路d用于將處理器OMAP3515的串口數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成485數(shù)據(jù)后連接外部傳感器，由于485信號(hào)可以長(zhǎng)距離通信傳輸，轉(zhuǎn)換成485信號(hào)后，本機(jī)可以和各種傳感器不需要放在一起，可以靈活放置，提高了安裝的靈活性。串口無線數(shù)傳接口用于連接無線數(shù)傳模塊，傳送和控制無線數(shù)傳模塊將采集到的有用數(shù)據(jù)通過無線方式傳輸?shù)奖O(jiān)控中心。