本發(fā)明涉及一種基于無線傳感網(wǎng)的淡水魚水產(chǎn)養(yǎng)殖系統(tǒng)，屬于智能遠程控制的水產(chǎn)養(yǎng)殖技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是無線網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合，和以往的計算機網(wǎng)絡(luò)相比,它更多的是以通信為中心,其主要特點是：基于應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)在各種傳感技術(shù)、計算處理技術(shù)及通信技術(shù)的結(jié)合下，無線傳感網(wǎng)絡(luò)可以應(yīng)用于各種領(lǐng)域，與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)不同的是，針對不同的應(yīng)用，無線傳感網(wǎng)絡(luò)需要調(diào)整自身的配置,如根據(jù)不同的應(yīng)用使用不同的數(shù)據(jù)融合、節(jié)點密度、自適應(yīng)協(xié)議等,即具體應(yīng)用具體配置；與物理世界交互"無線傳感網(wǎng)絡(luò)與物理世界緊密禍合,物理現(xiàn)象取代人成為網(wǎng)絡(luò)的中心，在無人值守的情況下，網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該具有主動感知外界的環(huán)境狀況，對外界環(huán)境變化做出實時反映，根據(jù)物理環(huán)境的改變決定自身系統(tǒng)狀態(tài)能力，采取情景自覺計算，以監(jiān)測對象為中心，實時動態(tài)地根據(jù)周圍的情景執(zhí)行相應(yīng)的動作，自組織網(wǎng)絡(luò)"在實際應(yīng)用中,傳感器節(jié)點的位置不能預(yù)先精確設(shè)定,節(jié)點之間的相互鄰居關(guān)系也不能預(yù)先確定,這就要求傳感器節(jié)點具有自組織的能力,能夠自動進行配置和管理,通過拓撲控制機制和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議自動形成轉(zhuǎn)發(fā)監(jiān)測數(shù)據(jù)的多條無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)的協(xié)作性，節(jié)點計算能力有限，網(wǎng)絡(luò)的運作需大量的節(jié)點進行數(shù)據(jù)的交換,協(xié)同的信號和信息處理。

現(xiàn)在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)己經(jīng)在民用領(lǐng)域中得到了很多應(yīng)用,越來越多的可能的應(yīng)用領(lǐng)域也不斷展現(xiàn)在人們的面前，包括災(zāi)難預(yù)警與救助、環(huán)境控制、生物多樣化勘測、智能樓宇、設(shè)備管理、機器監(jiān)視和維護、精細農(nóng)業(yè)、藥品管理、衛(wèi)生保健、運輸以及信息通信業(yè)務(wù)等。

而水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)在我國的國民產(chǎn)業(yè)中扮演著重要角色，在國民經(jīng)濟中的比重也越來越大。從近幾年的市場調(diào)查結(jié)果來看，我國的水產(chǎn)養(yǎng)殖面積正在逐年增長，智能化養(yǎng)殖所占據(jù)的比例也在逐年加大。傳統(tǒng)的水產(chǎn)養(yǎng)殖方式生產(chǎn)效率低下、資源的利用率有限、操作管理方式繁瑣，智能化水產(chǎn)養(yǎng)殖因為打破了傳統(tǒng)的養(yǎng)殖模式而成為水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展的新方向，但與經(jīng)濟規(guī)模不相稱的是：水產(chǎn)養(yǎng)殖的科技應(yīng)用水平比較低，大部分仍然停留在依靠人工經(jīng)驗進行判斷和決策的水準上，具有較強的主觀性、滯后性和非連續(xù)性。粗放型的生產(chǎn)方式使養(yǎng)殖戶無法精準地對水體環(huán)境做出判斷，導(dǎo)致疾病頻發(fā)，資源浪費、損失嚴重。調(diào)整水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)從粗放型向科技型轉(zhuǎn)化，大力推廣水產(chǎn)養(yǎng)殖的智能化、標準化和集約化，是水產(chǎn)養(yǎng)殖未來的發(fā)展方向。

而由于無線傳感網(wǎng)是利用各種現(xiàn)代化、集成化傳感器間的相互合作來完成對監(jiān)測區(qū)域多種參數(shù)的采集，采集到的信息通過無線網(wǎng)絡(luò)上傳，并在人機交互界面上進行顯示，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)將物理環(huán)境、傳輸網(wǎng)絡(luò)和人類社會融合為一個有機整體。目前，將無線傳感器網(wǎng)絡(luò)用于水產(chǎn)養(yǎng)殖水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)的探索正在逐步引起重視。

因此，設(shè)計一種基于無線傳感網(wǎng)的淡水魚水產(chǎn)養(yǎng)殖系統(tǒng)，對于調(diào)整水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)從粗放型向科技型轉(zhuǎn)化，大力推廣水產(chǎn)養(yǎng)殖的智能化、標準化和集約化，具有極其重要的意義。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對現(xiàn)有的技術(shù)問題，提供一種基于無線傳感網(wǎng)的淡水魚水產(chǎn)養(yǎng)殖系統(tǒng)，目的是提高水產(chǎn)養(yǎng)殖的智能化、集成化，降低水產(chǎn)養(yǎng)殖成本，擬解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種基于無線傳感網(wǎng)的淡水魚水產(chǎn)養(yǎng)殖系統(tǒng)，其包括遠程集中監(jiān)控中心、協(xié)調(diào)器節(jié)點、路由器節(jié)點、數(shù)據(jù)采集節(jié)點和電源模塊，所述的電源模塊為各個節(jié)點提供電源，其特征在于，所述的數(shù)據(jù)采集節(jié)點包括上層數(shù)據(jù)采集節(jié)點、中層數(shù)據(jù)采集節(jié)點和下層數(shù)據(jù)采集節(jié)點，所述的數(shù)據(jù)采集節(jié)點采用固定架橫向固定在水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)域內(nèi)，且各個固定架上設(shè)置相同排列的相等數(shù)量的數(shù)據(jù)采集節(jié)點，且各個固定架的距離相同，所述的上層數(shù)據(jù)采集節(jié)點、中層數(shù)據(jù)采集節(jié)點和下層數(shù)據(jù)采集節(jié)點的布置結(jié)構(gòu)相同，且均至少包括兩壁上的數(shù)據(jù)采集節(jié)點和處于中間位置的數(shù)據(jù)采集節(jié)點，每個固定架上設(shè)置有一個所述的協(xié)調(diào)器節(jié)點，所述的數(shù)據(jù)采集采集節(jié)點與各自的固定架上的協(xié)調(diào)器節(jié)點之間采用ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)傳輸，每個養(yǎng)殖區(qū)域設(shè)置一個路由器節(jié)點，該區(qū)域內(nèi)的協(xié)調(diào)器節(jié)點與該路由器節(jié)點采用ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)無線傳輸，各個區(qū)域的路由器節(jié)點均與所述的遠程集中監(jiān)控中心之間采用GPRS無線網(wǎng)絡(luò)連接，各個節(jié)點上均設(shè)置有微處理器和無線通信模塊。

進一步，作為優(yōu)選，各個所述的數(shù)據(jù)采集節(jié)點均包括水溫度傳感器、PH值傳感器、溶氧濃度傳感器、電導(dǎo)率傳感器、濁度傳感器和光照傳感器，其中，各個傳感器采用傳感器固定器固定在所述的固定架上，其中，所述的固定器包括固定頭、固定環(huán)、固定輻、清理吹氣孔、傳感器和連接管，所述的固定環(huán)的徑向上采用所述的固定輻與所述的固定頭同軸連接設(shè)置，兩個所述的固定環(huán)之間采用連接管同軸連接，所述的固定環(huán)上設(shè)置有水溫度傳感器、PH值傳感器、溶氧濃度傳感器、電導(dǎo)率傳感器、濁度傳感器和光照傳感器，所述的固定環(huán)的徑向內(nèi)壁上設(shè)置有清理吹氣孔，所述的固定頭、固定環(huán)、固定輻上均設(shè)置有與所述的清理吹氣孔相互連通的氣道，通過該氣道向所述的清理吹氣孔吹氣以便實現(xiàn)對各個傳感器的定期清理，各個傳感器陣列等間隔的設(shè)置在所述的固定環(huán)上。

進一步，作為優(yōu)選，還包括報警器，所述的報警器包括蜂鳴報警器和GSM短信報警器，所述的報警器均與所述的遠程集中監(jiān)控中心，一旦某個區(qū)域的傳感器的檢測值超過設(shè)置的閾值時，即會發(fā)出蜂鳴報警和GSM短信報警。

進一步，作為優(yōu)選，所述每個區(qū)域的各個數(shù)據(jù)采集節(jié)點和協(xié)調(diào)器節(jié)點之間采用網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)組建數(shù)據(jù)形成無線傳輸網(wǎng)絡(luò)，當某個數(shù)據(jù)采集節(jié)點有入網(wǎng)請求時，網(wǎng)絡(luò)會自動進行整個網(wǎng)絡(luò)的重建，系統(tǒng)無故障時，各個數(shù)據(jù)采集節(jié)點和協(xié)調(diào)器節(jié)點不會一直處于工作狀態(tài)，系統(tǒng)的定時時鐘模塊會在一次數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束后，設(shè)置它們進入休眠狀態(tài)，定時喚醒。

進一步，作為優(yōu)選，本發(fā)明還包括數(shù)據(jù)存儲模塊，所述的數(shù)據(jù)存儲模塊與所述的遠程監(jiān)控中心連接。

進一步，作為優(yōu)選，本發(fā)明還包括增氧機，所述的增氧機的控制器與所述的遠程集中監(jiān)控中心采用GPRS無線連接，以便遠程控制所述的增氧機動作。

進一步，作為優(yōu)選，本發(fā)明還包括投料裝置，所述的投料裝置的控制器與所述的遠程集中監(jiān)控中心采用GPRS無線連接，以便遠程控制所述的投料裝置的動作。

進一步，作為優(yōu)選，所述的電源模塊采用鋰電池。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明通過對數(shù)據(jù)采集節(jié)點進行布置，能夠?qū)崿F(xiàn)對養(yǎng)殖區(qū)域各個位置的數(shù)據(jù)采集，保證對養(yǎng)殖區(qū)域的全方位準確的監(jiān)測，同時，本發(fā)明設(shè)置了對各個傳感器設(shè)置了專門的固定器，由于水下易出現(xiàn)污濁以及水草，通過固定器上的清理孔可以實現(xiàn)各個污濁以及水草的定時清理，提高傳感器的監(jiān)測精度，這樣，大大提高了監(jiān)測精度的同時，不需拆卸節(jié)點的布置即可清理，提高了清理的方便性，本發(fā)明通過ZigBee網(wǎng)絡(luò)和GPRS無線結(jié)合的方式進行無線通信傳輸，實現(xiàn)了水產(chǎn)養(yǎng)殖的智能性和遠程監(jiān)控。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的一種基于無線傳感網(wǎng)的淡水魚水產(chǎn)養(yǎng)殖系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明的一種基于無線傳感網(wǎng)的淡水魚水產(chǎn)養(yǎng)殖系統(tǒng)的各個節(jié)點的布置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明的一種基于無線傳感網(wǎng)的淡水魚水產(chǎn)養(yǎng)殖系統(tǒng)的固定器的結(jié)構(gòu)示意圖；

其中，1、路由器節(jié)點，2、協(xié)調(diào)器節(jié)點，3、上層數(shù)據(jù)采集節(jié)點，4、中層數(shù)據(jù)采集節(jié)點,5、下層數(shù)據(jù)采集節(jié)點，6、固定架，7、固定頭，8、固定環(huán)，9、固定輻，10、清理吹氣孔，11、傳感器，12、連接管。

具體實施方式

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

請參閱圖1-3，本發(fā)明提供一種技術(shù)方案：一種基于無線傳感網(wǎng)的淡水魚水產(chǎn)養(yǎng)殖系統(tǒng)，其包括遠程集中監(jiān)控中心、協(xié)調(diào)器節(jié)點2、路由器節(jié)點1、數(shù)據(jù)采集節(jié)點和電源模塊，所述的電源模塊為各個節(jié)點提供電源，其特征在于，所述的數(shù)據(jù)采集節(jié)點包括上層數(shù)據(jù)采集節(jié)點3、中層數(shù)據(jù)采集節(jié)點5和下層數(shù)據(jù)采集節(jié)點5，所述的數(shù)據(jù)采集節(jié)點采用固定架橫向固定在水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)域內(nèi)，且各個固定架6上設(shè)置相同排列的相等數(shù)量的數(shù)據(jù)采集節(jié)點，且各個固定架的距離相同，所述的上層數(shù)據(jù)采集節(jié)點、中層數(shù)據(jù)采集節(jié)點和下層數(shù)據(jù)采集節(jié)點的布置結(jié)構(gòu)相同，且均至少包括兩壁上的數(shù)據(jù)采集節(jié)點和處于中間位置的數(shù)據(jù)采集節(jié)點，每個固定架上設(shè)置有一個所述的協(xié)調(diào)器節(jié)點，所述的數(shù)據(jù)采集采集節(jié)點與各自的固定架上的協(xié)調(diào)器節(jié)點之間采用ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)傳輸，每個養(yǎng)殖區(qū)域設(shè)置一個路由器節(jié)點，該區(qū)域內(nèi)的協(xié)調(diào)器節(jié)點與該路由器節(jié)點采用ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)無線傳輸，各個區(qū)域的路由器節(jié)點均與所述的遠程集中監(jiān)控中心之間采用GPRS無線網(wǎng)絡(luò)連接，各個節(jié)點上均設(shè)置有微處理器和無線通信模塊。

在本實施例中，各個所述的數(shù)據(jù)采集節(jié)點均包括水溫度傳感器、PH值傳感器、溶氧濃度傳感器、電導(dǎo)率傳感器、濁度傳感器和光照傳感器，其中，各個傳感器采用傳感器固定器固定在所述的固定架上，其中，所述的固定器包括固定頭7、固定環(huán)8、固定輻9、清理吹氣孔10、傳感器11和連接管12，所述的固定環(huán)8的徑向上采用所述的固定輻9與所述的固定頭7同軸連接設(shè)置，兩個所述的固定環(huán)8之間采用連接管12同軸連接，所述的固定環(huán)8上設(shè)置有水溫度傳感器、PH值傳感器、溶氧濃度傳感器、電導(dǎo)率傳感器、濁度傳感器和光照傳感器，所述的固定環(huán)的徑向內(nèi)壁上設(shè)置有清理吹氣孔10，所述的固定頭、固定環(huán)、固定輻上均設(shè)置有與所述的清理吹氣孔相互連通的氣道，通過該氣道向所述的清理吹氣孔吹氣以便實現(xiàn)對各個傳感器的定期清理，各個傳感器陣列等間隔的設(shè)置在所述的固定環(huán)上。

此外，本發(fā)明還包括報警器，所述的報警器包括蜂鳴報警器和GSM短信報警器，所述的報警器均與所述的遠程集中監(jiān)控中心，一旦某個區(qū)域的傳感器的檢測值超過設(shè)置的閾值時，即會發(fā)出蜂鳴報警和GSM短信報警。

為了節(jié)省電能，所述每個區(qū)域的各個數(shù)據(jù)采集節(jié)點和協(xié)調(diào)器節(jié)點之間采用網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)組建數(shù)據(jù)形成無線傳輸網(wǎng)絡(luò)，當某個數(shù)據(jù)采集節(jié)點有入網(wǎng)請求時，網(wǎng)絡(luò)會自動進行整個網(wǎng)絡(luò)的重建，系統(tǒng)無故障時，各個數(shù)據(jù)采集節(jié)點和協(xié)調(diào)器節(jié)點不會一直處于工作狀態(tài)，系統(tǒng)的定時時鐘模塊會在一次數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束后，設(shè)置它們進入休眠狀態(tài)，定時喚醒。

本發(fā)明還包括數(shù)據(jù)存儲模塊，所述的數(shù)據(jù)存儲模塊與所述的遠程監(jiān)控中心連接。本發(fā)明還包括增氧機，所述的增氧機的控制器與所述的遠程集中監(jiān)控中心采用GPRS無線連接，以便遠程控制所述的增氧機動作。本發(fā)明還包括投料裝置，所述的投料裝置的控制器與所述的遠程集中監(jiān)控中心采用GPRS無線連接，以便遠程控制所述的投料裝置的動作。所述的電源模塊采用鋰電池。

本發(fā)明通過對數(shù)據(jù)采集節(jié)點進行布置，能夠?qū)崿F(xiàn)對養(yǎng)殖區(qū)域各個位置的數(shù)據(jù)采集，保證對養(yǎng)殖區(qū)域的全方位準確的監(jiān)測，同時，本發(fā)明設(shè)置了對各個傳感器設(shè)置了專門的固定器，由于水下易出現(xiàn)污濁以及水草，通過固定器上的清理孔可以實現(xiàn)各個污濁以及水草的定時清理，提高傳感器的監(jiān)測精度，這樣，大大提高了監(jiān)測精度的同時，不需拆卸節(jié)點的布置即可清理，提高了清理的方便性，本發(fā)明通過ZigBee網(wǎng)絡(luò)和GPRS無線結(jié)合的方式進行無線通信傳輸，實現(xiàn)了水產(chǎn)養(yǎng)殖的智能性和遠程監(jiān)控。

盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等同物限定。