基于ZigBee的水产养殖水质在线监测系统设计

发布时间：2020-11-12 16:47

　　 水产养殖的养殖模式不同、养殖种类不同都会对水质产生不同的要求,而目前水产养殖业对于水质的监测大多采用人工方式,缺乏系统的管理与智能化的监测。监测系统使用的设备较为简单,无法实现对于水质的实时、准确地监测。因此对于养殖环境中水质的在线监测问题进行研究具有实际应用价值及理论参考意义。对于水产养殖的水质监测应满足如下要求:在整个养殖区设置多个监测点,监测点及其各采集节点设置布局合理;在每个采集节点能够实时地采集多个水质参数;系统具有预测未来某时刻水质状态的功能。综合上述要求,本文设计了基于ZigBee的水产养殖水质在线监测系统。该系统主要分为数据采集模块、数据处理模块、数据通信模块三部分,数据采集模块包括温度、PH值和溶解氧等参数传感器,实现水质参数的采集并通过A/D将其转换成数字信号;数据处理模块采用STM32微控制器对各水质数据进行处理和存储;数据通信模块则包含ZigBee通信模块与GPRS通信模块,分别实现终端节点、路由节点和汇聚节点之间的数据通信,以及汇聚节点与远程监控中心之间的数据通信。ZigBee通信模块采用高性能、低功耗的CC2530芯片,实现数据处理与发送;GPRS通信模块采用SIM900A芯片,满足系统的实时性要求。系统采用概率神经网络建立水质预测模型,实现对未来48小时内水质参数的预测。系统以分布的方式进行网络的动态组建,实现对养殖水质每天24小时不间断地在线监测,并且能够根据预先设定的水质参数指标实现超标报警,为水产养殖提供实时的水质监测,从而提高水产养殖生物的生长效率,实现水产养殖水质的智能化监测。
【学位单位】：哈尔滨理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TN92;S959
【部分图文】：

2.1.3 ZigBee 网络的构建过程IEEE 802.15.4 和 ZigBee 标准是通过原语来描述某一层向比其更高的层提供服务，分为请求、指示、响应和确认四种。在相邻层之间，信息可以通过服务原语传输或调用，每个原语将指定即将执行的内容，并为前一个请求提高执行结果。建立网络的流程如图 2-3 所示。

图 2-4 允许加入到一个网络Fig.2-4 The process of allowing to join a network.2 GPRS 无线通信技术GPRS 网络由众多节点构成，但最关键节点是 SGSN 和 GGSN，即 GSN是对移动路由进行管理与转换。GPRS 网络的结构组成如图 2-5 所示。

图 2-4 允许加入到一个网络Fig.2-4 The process of allowing to join a network2.2 GPRS 无线通信技术GPRS 网络由众多节点构成，但最关键节点是 SGSN 和 GGSN，即 GSN它是对移动路由进行管理与转换。GPRS 网络的结构组成如图 2-5 所示。
【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 张淋江;刘志龙;唐国盘;;基于无线传感器网络的水产养殖水质监测研究[J];电脑知识与技术;2015年05期

2 马锐;贾金玲;陈光建;;基于Zigbee技术的水质监测网络节点设计[J];自动化与仪表;2015年12期

3 王琳;;水产养殖水质智能监控系统研究[J];电子技术与软件工程;2015年21期

4 单慧勇;刘中一;田云臣;;集成传感器射流清洁的水产养殖环境监测系统设计[J];江苏农业科学;2015年07期

5 吴婧;周秋霞;;物联网技术在环保产业的应用研究综述[J];价值工程;2015年10期

6 孙炜琳;刘佩;;近10年来我国水产品供求变化及趋势分析[J];农产品市场周刊;2015年12期

7 熊建林;陈锐;;基于CC1000的对无线遥控信号的探测和复制[J];电子技术与软件工程;2015年05期

8 梁汉涛;周海芳;章杰;;基于ZigBee的水质监测终端的设计[J];微型机与应用;2014年23期

9 卜明春;黄勇坚;李亚栋;丁亚芳;李志辉;;基于Zigbee和GPRS的远程水质监控系统[J];电子技术;2014年08期

10 杨翠莲;皇甫立霞;粟航;郭开华;;离子液体水溶液pH值测定及酸碱特性研究[J];化学学报;2014年04期

相关硕士学位论文 前2条

1 陈笑;基于Mahout的并行化k-means聚类算法优化研究[D];华中科技大学;2016年

2 向娜;基于神经网络和人工蜂群算法的水质评价和预测研究[D];华南理工大学;2012年

本文编号：2880986