基于物联网的观赏鱼养殖水质监测系统研究

发布时间：2020-05-01 01:58

【摘要】：观赏鱼产业作为我国鱼类养殖业的新生主力军,对拉动国民经济起着重要的作用,然而观赏鱼对于养殖水质环境要求极高,传统的经验养殖和人工监测无法保证监测的实时性与准确性,容易导致观赏鱼死亡,造成巨大经济损失。为解决这类问题,本文依托物联网平台,以Windows Sever 2012服务器为核心,结合多种通信技术手段,以Android APP和Web作为客户端,设计实现了一种基于物联网的观赏鱼养殖水质监测系统。以下为本文主要研究的3个方面:1、在水质测量方面,通过传感器实时测量养殖水质中pH值、温度、溶解氧、液位、流速等指标,并实时监测系统电源状态。采用16位高精度AD芯片AD7792同时采集水中pH值和溶解氧浓度,对采集结果进行数字滤波,并结合DS18B20采集温度,对传感器进行温度补偿,提高系统测量精度。2、在终端设计方面,水产养殖通常包含多个养殖池,考虑到节约成本,设计了感知器与嵌入式网关,嵌入式网关可挂接多个感知器节点,进而减少了网关Internet接入点,从而节约成本。同时考虑到现场布线问题,网关与节点之间支持ZigBee和CANBUS两种组网模式,满足不同场地需求。3、在物联网平台搭建方面,要保证数据准确可靠传输,水质异常报警要马上通知到用户,因而嵌入式网关与服务器之间采用基于TCP/IP的Socket通信,服务器与APP之间采用MQTT协议通信,服务器与Web之间采用HTTP协议通信,保证数据准确可靠传输。该设计研究了基于物联网的水质监测系统架构,完成系统软件编写,硬件制作和相关调试。通过试验表明,监测系统运行稳定可靠,采集速度快、精度高,已经在龙鱼养殖中应用。
【图文】：

框架图,框架图,系统总体,养殖水质

系统总体设计养殖水质监测系统主要由监测终端、服务器和客户端三部分组成。系统如图 2.2 所示。系统利用传感器测量养殖水质中 pH 值、温度、溶解氧水流速这些指标，嵌入式网关将获取的感知器采集数据封装成包，通过将数据发送到服务器，并存储在数据库管理系统中。用户可以通过 An 或者 Web 客户端访问服务器，，接收或查看监测点的数据，设置监测点值。服务器每隔 30min 向 Android APP 推送数据信息，当养殖水质参数立刻向手机推送报警信息，手机端在通知栏消息中进行报警。

界面图,界面,页面

USART HMI.exe，安装前需要确保计算机已经有 framework 3.5 补丁包。安成之后点击软件界面右侧新建页面，每个页面包含 id、vscope、sta 和 pic 四性，id 为当前页面的编号；vscope 为该页面所属范围，可选全局或私有两种；sta 为背景模式有无背景、图片和单色三种模式供选择；pic 根据 sta 模式而变化，当模式为图片时 pic 提供自建图片库的图片编号；当模式为单色时ic 显示为选定的颜色编号，双击编号可进行修改；当模式为无背景时该属性显示出来。页面及背景建立完成后，点击软件界面左侧的工具箱添加工具，包括文动文本、按钮、进度条等工具，双击工具即可添加至页面中，通过鼠标拖动式可以移动控件位置，通过点击控件属性可以更改显示内容的类型，本系MI 界面设计图如图 4.3-4.5 所示。TJC3224T022_011X 串口显示时，只需通过串口发送 HMI 指令即可完成在屏幕上的显示，例如：系统掉电时，通过串口发送"t16.txt=\"掉电\"，即可电信息显示在图 4.4 界面的电源状态显示区，同理可对其他数据进行显示。
【学位授予单位】：辽宁科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S959;TP274;TN929.5;TP391.44

【参考文献】