基于物联网的鱼菜共生水质环境测控系统设计与应用

发布时间：2021-08-01 09:18

　　鱼菜共生由水产养殖和蔬菜种植两种系统组成,是一种新型复合型耕作体系,不同于传统粗放式水产养殖和蔬菜种植模式,在一定程度上降低了劳动者的工作强度和节约了水资源利用率。但由于鱼菜共生管理过程较为复杂,需要监控较多的环境参数,并对其相关环境参数进行调控,在此基础上来维持鱼菜共生生态系统的稳定。近年来,随着物联网技术飞速发展,利用传感器技术、计算机网络技术、移动互联网技术等多种技术手段,自动准确监测调控环境参数,使鱼和菜生长在最适宜的环境里,一定程度上提高了鱼菜的产量,达到高产高效的目的。本文针对鱼菜共生自动化程度低、管理复杂等问题设计了基于物联网的鱼菜共生水质环境测控系统。本文开展的主要工作如下:（1）通过实时调研,对鱼菜共生水质环境测控系统进行需求分析和相关物联网技术进行简介,针对系统的需求,给出了系统的总体设计方案。（2）根据系统的总体设计方案,对鱼菜共生水质环境测控系统进行硬件设计。对Zig Bee设备、水质传感器、继电器进行选型,构建了嵌入式网关的硬件模块,完成了系统的基本硬件组成。（3）对鱼菜共生水质环境测控系统进行软件设计。设计嵌入式程序,在鱼菜共生水质环境中建立Zig Bee无... 

【文章来源】：华北水利水电大学河南省

【文章页数】：52 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

Socket通信流程图

物联网技术选择与系统的总体设计方案112.3系统总体设计框架本文针对系统需求，设计了一套基于物联网的鱼菜共生水质环境测控系统，总体框架图如图2-2所示。图2-2系统总体框架图Fig2-2Systemoverallframeworkdiagram在鱼菜共生现场，利用ZigBee无线通信技术采集各传感器的环境数据信息，控制水泵、搅拌泵等现场执行设备的运转。采用以嵌入式网关为管理中心，嵌入式网关通过ZigBee汇聚节点与ZigBee终端节点实现数据通信和控制反馈，并通过GPRS模块实现嵌入式网关与服务器的连接。构建鱼菜共生水质环境测控系统服务器，服务器通过TCP连接协议的socket接口与嵌入式网关进行数据交互，鱼菜共生管理人员通过手机客户端实现查看水质实时监测数据和设备控制等操作。2.4本章小结本章首先从用户分析、鱼菜共生生长环境需求分析、系统功能需求分析三个方面详细介绍了系统的需求。根据系统需求，对所采用的无线传感技术、无线网络技术进行选择分析，对Socket技术进行介绍。最后根据系统的需求，设计了系统的总体框架图，

鱼菜共生水质环境测控系统硬件设计133鱼菜共生水质环境测控系统硬件设计3.1ZigBee设备选型本系统采用ZigBee无线通信技术，选定SZ02-2KM-L型号的ZigBee设备。该设备提供RS485接口，通信距离较远，在空旷地带下支持2000米的传输距离，运用2.4GDSSS扩频技术，有着良好的抗干扰效果，组网较为灵活，支持星型网、网状网等组网方式，可以实现一对多点或多对多点的数据传输。SZ02-2KM-L设备外观图如图3-1所示。图3-1SZ02-2KM-L设备Fig.3-1SZ02-2KM-LPeralatan3.2水质监测节点3.2.1水质传感器选型水质监测节点主要是对水质进行监测，水温、溶解氧、pH值、氨氮、电导率和亚硝酸盐影响着鱼菜水质的参数。本系统选取水质传感器对水质环境的数据信息进行采集。1、电导率传感器本系统电导率传感器采用DDM-202一体式传感器，对电导率和水温进行测量。该传感器带有温度自动补偿功能，可提供简单快捷的校准方式，安装方便，适用于0-60℃的量程范围[46]。2、pH传感器本系统采用PHG-202玻璃电极法对水质PH参数值进行测量。该方法的原理为选取饱和甘汞电极和玻璃电极作为参比和指电极，使其保持在25℃中，对被测溶液PH值的变化进行记录，当该数值每变化一个PH单位的时候，电位差会相应改变59.16mV，利用AD转换PH值[47]。3、溶解氧传感器本系统采用RDO-206传感器对溶解氧的数据进行采集，其原理为在该设备的探头部


本文编号：3315251