專利名稱：一種池塘養(yǎng)殖水體多參數(shù)采集系統(tǒng)及采集方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于池塘養(yǎng)殖水體水質(zhì)的監(jiān)視系統(tǒng)建立及其方法，具體是一種池 塘養(yǎng)殖水體大規(guī)模、多參數(shù)的水質(zhì)數(shù)據(jù)實(shí)時采集的系統(tǒng)及其采集方法。背景技術(shù)：
淡水池塘養(yǎng)殖是我國魚類養(yǎng)殖的基本方式，已有三千多年的歷史。近年，池塘養(yǎng)殖 面積約250萬公頃，占全國淡水養(yǎng)殖總面積的30%左右，產(chǎn)量1500萬噸，占全國淡水養(yǎng)殖總 產(chǎn)量的70%以上。我國的淡水漁業(yè)在養(yǎng)殖面積、養(yǎng)殖總產(chǎn)量及養(yǎng)殖畝單產(chǎn)均處于世界領(lǐng)先 地位。池塘養(yǎng)殖不但是我國優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)供應(yīng)的重要保障，而且是優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)產(chǎn)生高效生產(chǎn) 方式。但是，傳統(tǒng)養(yǎng)殖模式以消耗資源、犧牲環(huán)境為代價，不能滿足水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的生產(chǎn)需求 與可持續(xù)性發(fā)展。當(dāng)前，在以淡水池塘養(yǎng)殖為重點(diǎn)，研究和推廣適合當(dāng)前養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展的養(yǎng)殖 方式過程中，除了改善基礎(chǔ)設(shè)施外，利用技術(shù)手段采集養(yǎng)殖水質(zhì)的實(shí)時數(shù)據(jù)，對池塘養(yǎng)殖水 體的水質(zhì)綜合調(diào)控，提高養(yǎng)殖技術(shù)、發(fā)展生態(tài)養(yǎng)殖和提高水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的綜合生產(chǎn)能力都是 至關(guān)重要的。我國養(yǎng)殖水質(zhì)監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展總體還處于較低水平。參數(shù)采集多數(shù)采取經(jīng)驗(yàn)法， 目測比較；有的采取分析法，由于現(xiàn)場缺少精確的分析，量化的精度較低。而實(shí)驗(yàn)室檢測成 本高、周期長、數(shù)據(jù)有限，效果不盡如人意。近年來，國內(nèi)一些廠家在生產(chǎn)多參數(shù)水質(zhì)實(shí)時監(jiān) 測裝置方面做出了一些嘗試，但所選的監(jiān)測參數(shù)少，數(shù)據(jù)質(zhì)量也不夠穩(wěn)定。以中國水科院漁 機(jī)所開發(fā)的養(yǎng)殖水質(zhì)在線監(jiān)控系統(tǒng)為代表，采用RS-485和GPRS等通信協(xié)議相結(jié)合方式，選 用PLC和I/O工控模塊、多參數(shù)水質(zhì)傳感器等集成養(yǎng)殖水質(zhì)監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了全天候、數(shù)字 化運(yùn)行。系統(tǒng)連續(xù)、及時、準(zhǔn)確地監(jiān)測養(yǎng)殖水質(zhì)參數(shù)及其變化狀況，把水質(zhì)控制在養(yǎng)殖要求 的范圍內(nèi)。但是由于進(jìn)口傳感器價格較貴等原因，工程投資偏高，推廣應(yīng)用較困難，水產(chǎn)養(yǎng) 殖單位應(yīng)用養(yǎng)殖水質(zhì)在線監(jiān)控系統(tǒng)的為數(shù)不多。目前我國池塘養(yǎng)殖水質(zhì)監(jiān)控技術(shù)源于工廠化養(yǎng)殖監(jiān)控技術(shù)，工廠化養(yǎng)殖監(jiān)控技術(shù) 在池塘養(yǎng)殖水質(zhì)監(jiān)控中應(yīng)用存在的主要問題有(1)現(xiàn)有養(yǎng)殖水質(zhì)監(jiān)控系統(tǒng)對大面積池塘 養(yǎng)殖的水質(zhì)進(jìn)行連續(xù)、及時、準(zhǔn)確地采集水質(zhì)參數(shù)及其變化狀況的適用性不足；( 系統(tǒng)的 組網(wǎng)技術(shù)單一，現(xiàn)場采用數(shù)據(jù)總線通信型結(jié)構(gòu)，自組網(wǎng)技術(shù)方案沒有得到應(yīng)用和體現(xiàn)，很難 實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的數(shù)據(jù)傳輸；C3)工廠化養(yǎng)殖監(jiān)控技術(shù)難以適用于池塘養(yǎng)殖的區(qū)域分散、野外 設(shè)置、工況環(huán)境惡劣等特點(diǎn)，導(dǎo)致設(shè)備故障率高，或者建設(shè)費(fèi)用過高不宜大范圍安裝應(yīng)用；(4)此外，大多數(shù)選用進(jìn)口測試儀表，投資高，很少用于池塘的水產(chǎn)養(yǎng)殖。在水產(chǎn)養(yǎng)殖水質(zhì)檢測的技術(shù)領(lǐng)域中，專利號為CN1566958A的“一種多參數(shù)水質(zhì)監(jiān) 測方法及設(shè)置”，可以同時在線監(jiān)測水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境水質(zhì)多項(xiàng)理化參數(shù)，攜帶方便，檢測快速， 成本低廉，但數(shù)據(jù)無法實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程傳輸，自動化程度低。專利號為CN1625110A“環(huán)保水質(zhì)遠(yuǎn)程 監(jiān)控報警系統(tǒng)”，提供了一個低廉、同步實(shí)時、靈活介入地監(jiān)測水質(zhì)參數(shù)的一種無線解決方 案，但通用的無線局域網(wǎng)，組網(wǎng)形式簡單，不能實(shí)施大范圍的數(shù)據(jù)傳輸，安全性也難以保障。 專利申請?zhí)枮?00810118386的“一種用于水產(chǎn)養(yǎng)殖的水質(zhì)遠(yuǎn)程動態(tài)檢測系統(tǒng)及方法”利用WiFi無線局域網(wǎng)和CDMA網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)水質(zhì)動態(tài)監(jiān)測與遠(yuǎn)程服務(wù)器的遠(yuǎn)程無線通信。WiFi是 用于覆蓋一定范圍的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，一般覆蓋范圍為數(shù)十米，局域網(wǎng)內(nèi)布設(shè)無線路由器，網(wǎng) 絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)50個。相對于傳感器網(wǎng)絡(luò)WiFi終端設(shè)備費(fèi)用較高。WiFi傳輸數(shù)據(jù)速率大，功耗 大，在偏遠(yuǎn)地區(qū)的大規(guī)模池塘養(yǎng)殖中難以對每個水質(zhì)監(jiān)測終端提供外接電源供電，該專利 針對槽中連續(xù)流動水體進(jìn)行監(jiān)測，不能對養(yǎng)殖池塘中進(jìn)行三維的水體數(shù)據(jù)檢測。
發(fā)明內(nèi)容
針對水產(chǎn)養(yǎng)殖水質(zhì)監(jiān)控技術(shù)現(xiàn)狀的不足，本發(fā)明提供一種對池塘養(yǎng)殖的多參數(shù)水 質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行大規(guī)模實(shí)時采集的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以及采集方法，以期實(shí)現(xiàn)了對養(yǎng)殖池塘的大規(guī)模、 實(shí)時化、靈活機(jī)動地采集水質(zhì)數(shù)據(jù)，降低系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用的目的。本發(fā)明目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種池塘養(yǎng)殖水體多參數(shù)采集系統(tǒng)，其特征在于所述采集系統(tǒng)為實(shí)時采集養(yǎng)殖 水質(zhì)數(shù)據(jù)傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，包括水質(zhì)數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)和現(xiàn)場無線通信網(wǎng)絡(luò)；所述現(xiàn)場無線通信網(wǎng)絡(luò)基于IEEE802. 15. 4通信協(xié)議；所述現(xiàn)場無線通信網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)包括個人區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(personal-areanetwork， PAN)協(xié)調(diào)器、全功能設(shè)備(full functional device (zigbee), FFD)和簡化功能設(shè)備 (reduced function device, RFD)；所述現(xiàn)場無線通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建成星狀拓?fù)浜蛯Φ染W(wǎng)絡(luò)拓?fù)?；所述?shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)包括水質(zhì)傳感器和無線網(wǎng)絡(luò)收發(fā)器，數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)接受傳感器 數(shù)據(jù)，定期向無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送水質(zhì)數(shù)據(jù)。一種用于池塘養(yǎng)殖水體的大規(guī)模、多參數(shù)水質(zhì)數(shù)據(jù)的實(shí)時采集方法，在池塘養(yǎng)殖 水域范圍內(nèi)，提供大規(guī)模采集實(shí)時養(yǎng)殖水質(zhì)數(shù)據(jù)的傳感器網(wǎng)絡(luò)?，F(xiàn)場無線通信網(wǎng)絡(luò)基于IEEE802. 15. 4通信協(xié)議，具有嵌入式低速率傳輸、低成本 的雙向無線通信特點(diǎn)?，F(xiàn)場無線通信網(wǎng)絡(luò)的PAN起網(wǎng)絡(luò)控制現(xiàn)場無線通信網(wǎng)絡(luò)作用的FFD，扮演網(wǎng)絡(luò)路 由器，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)發(fā)生變化時，其他FFD也能起網(wǎng)絡(luò)PAN作用?，F(xiàn)場無線通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建成星狀拓?fù)浜蛯Φ染W(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，多簇對等網(wǎng)絡(luò)大大地擴(kuò)大網(wǎng) 絡(luò)覆蓋范圍?，F(xiàn)場無線通信網(wǎng)絡(luò)的對等網(wǎng)絡(luò)允許通過多跳路由的方式在網(wǎng)絡(luò)中傳輸數(shù)據(jù)，具有 自組織、自修復(fù)的組網(wǎng)能力。所述現(xiàn)場無線通信網(wǎng)絡(luò)的PAN協(xié)調(diào)器使用持續(xù)電力系統(tǒng)供電，其他設(shè)備采用電池{共 ο所述數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)的水質(zhì)傳感器對包括水溫、溶解氧、酸堿度、氧化電位、電導(dǎo)率 養(yǎng)殖水質(zhì)參數(shù)進(jìn)行檢測。所述數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)接受傳感器的數(shù)據(jù)是數(shù)字信號或模擬信號。
所述數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)的無線網(wǎng)絡(luò)收發(fā)器設(shè)置在水面上。數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)可靈活、大面積、可移動地設(shè)置在養(yǎng)殖區(qū)域內(nèi)任何需要檢測水質(zhì)的 空間。一種用于池塘養(yǎng)殖水體的大規(guī)模、多參數(shù)水質(zhì)數(shù)據(jù)的實(shí)時采集方法包括下列步4驟 數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)構(gòu)建對等網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)的PAN首先設(shè)自己簇標(biāo)識，形成網(wǎng)絡(luò)中的第一 簇，接著向其臨近節(jié)點(diǎn)廣播信標(biāo)幀，新加入的節(jié)點(diǎn)將簇首作為父設(shè)備加到自己的鄰居列表 中，并發(fā)送周期性的信標(biāo)幀，供其他節(jié)點(diǎn)加入到網(wǎng)絡(luò)中，多個鄰近簇構(gòu)成一個多簇的對等網(wǎng)各數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)采集的養(yǎng)殖水質(zhì)數(shù)據(jù)，包括溶解氧、酸堿度、水溫、鹽度水質(zhì)數(shù)據(jù)， 通過無線收發(fā)器向網(wǎng)絡(luò)定期發(fā)送數(shù)據(jù)，經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)的PAN后，通過串行通信接口傳送至網(wǎng)關(guān) 計算機(jī)，形成大面積無線傳輸網(wǎng)絡(luò)對養(yǎng)殖水質(zhì)數(shù)據(jù)的現(xiàn)場實(shí)時采集。本發(fā)明的有益效果和優(yōu)點(diǎn)1)本發(fā)明提供一種對池塘養(yǎng)殖的多參數(shù)水質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行大規(guī)模實(shí)時采集的方法，實(shí) 現(xiàn)了對養(yǎng)殖池塘的大規(guī)模、實(shí)時化、靈活機(jī)動地采集不同水域、不同水深的全方位的水質(zhì)數(shù) 據(jù)，為養(yǎng)殖水質(zhì)的調(diào)控技術(shù)提供可靠的數(shù)據(jù)依據(jù)；2)基于IEEE802. 15. 4的無線通訊，通信范圍不受環(huán)境條件限制，點(diǎn)對點(diǎn)可以傳輸 50米到300米，可以組成多種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，從少數(shù)節(jié)點(diǎn)的點(diǎn)對點(diǎn)模式擴(kuò)展到現(xiàn)場所有節(jié)點(diǎn)的 基礎(chǔ)架構(gòu)網(wǎng)絡(luò)。采用對等拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)組建大規(guī)模的無線局域網(wǎng)，省去路由器等網(wǎng)絡(luò)硬件設(shè)備， 比以往應(yīng)用的數(shù)據(jù)采集方法相比，節(jié)約規(guī)模投資30 %以上。3)無線通信網(wǎng)絡(luò)多跳路由的方式在網(wǎng)絡(luò)中傳輸數(shù)據(jù)，具有自組織、自修復(fù)的組網(wǎng) 能力，水質(zhì)數(shù)據(jù)的采集容易擴(kuò)展、有可移動性，簡化系統(tǒng)維護(hù)程序，并大大地提高了網(wǎng)絡(luò)運(yùn) 行的穩(wěn)定性和可操作性。4)數(shù)據(jù)采集的節(jié)點(diǎn)芯片采用IEEE802. 15. 4的收發(fā)器和低功耗的8051微控制器 技術(shù)，極少外接元件即可組網(wǎng)，電源電壓范圍寬耗電小，具備各種供電方式下的數(shù)據(jù)保持能 力?，F(xiàn)場無線通信的網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器PAN—般使用持續(xù)電力系統(tǒng)供電，而其他數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)設(shè) 備均采用電池供電，降低系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用。5)池塘養(yǎng)殖的多參數(shù)水質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行大規(guī)模實(shí)時采集的方法具有通用性，可在其他 領(lǐng)域得到利用。6)本發(fā)明解決了養(yǎng)殖水質(zhì)監(jiān)控系統(tǒng)的投資高、組網(wǎng)單一、靈活性不足、運(yùn)行維修費(fèi) 用大和故障率高等弊端，為現(xiàn)代化池塘養(yǎng)殖的水質(zhì)數(shù)據(jù)采集提供一種新穎的技術(shù)支撐。通過本發(fā)明，可以實(shí)時地在大規(guī)模養(yǎng)殖魚塘中采集的水質(zhì)數(shù)據(jù)，供養(yǎng)殖池塘的水 質(zhì)調(diào)控和現(xiàn)場設(shè)備的自動控制使用。

圖1是本發(fā)明的一種用于池塘養(yǎng)殖水體的大規(guī)模水質(zhì)參數(shù)采集的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意 圖；其中CID = 0，CID = 1，CID = 2，CID = 3為對等網(wǎng)絡(luò)的區(qū)域簇標(biāo)識； 為PAN協(xié) 調(diào)器；Θ為簇首(CLH);〇為數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)圖2是本發(fā)明的網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器電路框3是本發(fā)明的數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)電路原理圖具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖和實(shí)施例進(jìn)一步詳細(xì)說明本發(fā)明的結(jié)構(gòu)和方法。圖1為本發(fā)明的一種用于池塘養(yǎng)殖水體大大規(guī)模數(shù)據(jù)采集方法的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意 圖。網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)有個人區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(PAN)協(xié)調(diào)器、全功能設(shè)備(FFD)和簡化功能設(shè)備(RFD)組 成。網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器起網(wǎng)絡(luò)控制中心作用的FFD，扮演網(wǎng)絡(luò)路由器。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)發(fā)生變化時，其 他FFD也能起協(xié)調(diào)器作用，無線網(wǎng)絡(luò)可以構(gòu)建成星狀拓?fù)浜蛯Φ染W(wǎng)絡(luò)拓?fù)?。?gòu)建對等網(wǎng)絡(luò)時，協(xié)調(diào)器首先將自己設(shè)為簇首，并將簇標(biāo)識(CID)設(shè)為0，形成網(wǎng) 絡(luò)中的第一簇。協(xié)調(diào)器選擇一個未被使用的PAN標(biāo)識符，向其臨近設(shè)備廣播信標(biāo)幀。如果 PAN協(xié)調(diào)器允許請求設(shè)備加入該簇，就把該設(shè)備作為子設(shè)備加入到PAN協(xié)調(diào)器的鄰居列表 中。新加入的設(shè)備也將簇首作為它的父設(shè)備加入到自己的鄰居列表中，并且發(fā)送周期性的 信標(biāo)幀，以便其他設(shè)備加入到網(wǎng)絡(luò)中來。多個鄰近簇相連構(gòu)成一個更大的網(wǎng)絡(luò)。PAN協(xié)調(diào)器 可以指定一個設(shè)備成為鄰近的一個新簇的簇首，新簇首同樣可以指定其他設(shè)備成為其相鄰 簇首，構(gòu)成一個多簇的對等網(wǎng)絡(luò)，簇樹網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淙鐖D1所示。圖中設(shè)備間的連線只表示設(shè)備 間的父子關(guān)系，而不是通信鏈路。多簇網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)擴(kuò)大了網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍。
圖2是本發(fā)明的網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器的電路原理框圖。網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器自帶RS-232串口和I/O 接口，計算機(jī)通過RS-232串口獲取串口輸出的數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)處理軟件，分析、保存提供現(xiàn) 場實(shí)時多參數(shù)數(shù)據(jù)。利用CCM30的I/O可直接控制液晶，以顯示當(dāng)前采集的水質(zhì)數(shù)據(jù)。圖3是本發(fā)明的數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)的電路原理框圖。數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)增加串口的擴(kuò)展接 口，外接一個RS-232模塊，可采集數(shù)字化水質(zhì)傳感器的數(shù)據(jù)，P0. 1-P2. 4接口接收傳感器采 集的ADO水質(zhì)參數(shù)數(shù)據(jù)。節(jié)點(diǎn)采集傳感器的水質(zhì)數(shù)據(jù)后，定期發(fā)送給無線網(wǎng)絡(luò)。數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)的終端數(shù)據(jù)通過無線網(wǎng)絡(luò)至網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器，并將數(shù)據(jù)進(jìn)行初步處理， 然后通過串行通信接口傳送至計算機(jī)，形成大面積無線傳輸網(wǎng)絡(luò)對養(yǎng)殖水質(zhì)現(xiàn)場監(jiān)測。網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)有PAN協(xié)調(diào)器、全功能設(shè)備(FFD)和簡化功能設(shè)備(RFD)組成。PAN協(xié) 調(diào)器是一個起網(wǎng)絡(luò)控制中心作用的FFD，起到網(wǎng)絡(luò)路由作用。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)發(fā)生變化時，其他 FFD也能起協(xié)調(diào)器作用。組網(wǎng)靈活。無線局域網(wǎng)可以組成星狀拓?fù)浜蛯Φ染W(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞榷喾N拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，自行 地從少數(shù)用戶的點(diǎn)對點(diǎn)模式擴(kuò)展到覆蓋整個養(yǎng)殖場的基礎(chǔ)架構(gòu)網(wǎng)絡(luò)?；贗EEE802. 15. 4通信協(xié)議的無線通信網(wǎng)絡(luò)，它的低速率傳輸、低成本的雙向無 線通信技術(shù)，可嵌入各種設(shè)備中。對等網(wǎng)絡(luò)允許通過多跳路由的方式在網(wǎng)絡(luò)中傳輸數(shù)據(jù)，具 有自組織、自修復(fù)的組網(wǎng)能力。它特別適合于環(huán)境條件惡劣、分布區(qū)域廣闊的水產(chǎn)養(yǎng)殖池塘 的大規(guī)模水質(zhì)數(shù)據(jù)采集。數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)可采集傳感器的數(shù)字信號和模擬信號，傳感器可根據(jù)需要選用不同 的水質(zhì)傳感器，如溶解氧、酸堿度、水溫、鹽度等養(yǎng)殖水質(zhì)參數(shù)傳感器，可進(jìn)行對水產(chǎn)養(yǎng)殖水 體的多參數(shù)水質(zhì)檢測。適應(yīng)水質(zhì)數(shù)據(jù)采集點(diǎn)的不確定性，在不同的地方移動工作，都可實(shí)時地采集水質(zhì) 數(shù)據(jù)。
權(quán)利要求
1.一種池塘養(yǎng)殖水體多參數(shù)采集系統(tǒng)，其特征在于所述采集系統(tǒng)為實(shí)時采集養(yǎng)殖水 質(zhì)數(shù)據(jù)傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，包括水質(zhì)數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)和現(xiàn)場無線通信網(wǎng)絡(luò)；所述現(xiàn)場無線通信網(wǎng)絡(luò)基于IEEE802. 15. 4通信協(xié)議；所述現(xiàn)場無線通信網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)包括個人區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(personal-areanetwork，PAN) 協(xié)調(diào)器、全功能設(shè)備(full functional device (zigbee), FFD)和簡化功能設(shè)備(reduced function device, RFD)；所述現(xiàn)場無線通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建成星狀拓?fù)浜蛯Φ染W(wǎng)絡(luò)拓?fù)?；所述?shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)包括水質(zhì)傳感器和無線網(wǎng)絡(luò)收發(fā)器，數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)接受傳感器數(shù) 據(jù)，定期向無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送水質(zhì)數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述池塘養(yǎng)殖水體多參數(shù)采集系統(tǒng)，其特征在于所述現(xiàn)場無線通信 網(wǎng)絡(luò)的PAN協(xié)調(diào)器使用持續(xù)電力系統(tǒng)供電，其他設(shè)備采用電池供電。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述池塘養(yǎng)殖水體多參數(shù)采集系統(tǒng)，其特征在于所述數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn) 的水質(zhì)傳感器對包括水溫、溶解氧、酸堿度、氧化電位、電導(dǎo)率養(yǎng)殖水質(zhì)參數(shù)進(jìn)行檢測。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述池塘養(yǎng)殖水體多參數(shù)采集系統(tǒng)，其特征在于所述數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn) 接受傳感器的數(shù)據(jù)是數(shù)字信號或模擬信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述池塘養(yǎng)殖水體多參數(shù)采集系統(tǒng)，其特征在于所述數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn) 的無線網(wǎng)絡(luò)收發(fā)器設(shè)置在水面上。
6.一種池塘養(yǎng)殖水體多參數(shù)采集方法，其特征在于所述采集方法包括下列步驟數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)構(gòu)建對等網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)的PAN首先設(shè)自己簇標(biāo)識，形成網(wǎng)絡(luò)中的第一簇，接 著向其臨近節(jié)點(diǎn)廣播信標(biāo)幀，新加入的節(jié)點(diǎn)將簇首作為父設(shè)備加到自己的鄰居列表中，并 發(fā)送周期性的信標(biāo)幀，供其他節(jié)點(diǎn)加入到網(wǎng)絡(luò)中，多個鄰近簇構(gòu)成一個多簇的對等網(wǎng)絡(luò)；各數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)采集的養(yǎng)殖水質(zhì)數(shù)據(jù)，包括溶解氧、酸堿度、水溫、鹽度水質(zhì)數(shù)據(jù)，通過 無線收發(fā)器向網(wǎng)絡(luò)定期發(fā)送數(shù)據(jù)，經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)的PAN后，通過串行通信接口傳送至網(wǎng)關(guān)計算 機(jī)，形成大面積無線傳輸網(wǎng)絡(luò)對養(yǎng)殖水質(zhì)數(shù)據(jù)的現(xiàn)場實(shí)時采集。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于池塘養(yǎng)殖水體水質(zhì)的監(jiān)視系統(tǒng)及其方法，一種池塘養(yǎng)殖水體多參數(shù)采集系統(tǒng)，包括水質(zhì)數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)和現(xiàn)場無線通信網(wǎng)絡(luò)；所述現(xiàn)場無線通信網(wǎng)絡(luò)基于IEEE802.15.4通信協(xié)議；所述現(xiàn)場無線通信網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)包括個人區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(PAN)協(xié)調(diào)器、全功能設(shè)備(FFD)和簡化功能設(shè)備(RFD)；所述現(xiàn)場無線通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建成星狀拓?fù)浜蛯Φ染W(wǎng)絡(luò)拓?fù)?；所述?shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)包括水質(zhì)傳感器和無線網(wǎng)絡(luò)收發(fā)器，數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)接受傳感器數(shù)據(jù)后，定期向無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送水質(zhì)數(shù)據(jù)。以及池塘養(yǎng)殖水體多參數(shù)采集方法。可以實(shí)時地在大規(guī)模養(yǎng)殖魚塘中采集的水質(zhì)數(shù)據(jù)，供養(yǎng)殖池塘的水質(zhì)調(diào)控和現(xiàn)場設(shè)備的自動控制使用。
文檔編號H04W84/18GK102053138SQ200910198518
公開日2011年5月11日 申請日期2009年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月10日
發(fā)明者劉世晶, 湯濤林, 王鵬祥, 苗雷, 陳軍 申請人:中國水產(chǎn)科學(xué)研究院漁業(yè)機(jī)械儀器研究所