基于WSN的水產(chǎn)養(yǎng)殖水質(zhì)實時監(jiān)測系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著國內(nèi)水產(chǎn)養(yǎng)殖面積的擴大與高經(jīng)濟價值魚種的引入，傳統(tǒng)的低水平生產(chǎn)模式嚴重制約了養(yǎng)殖的品質(zhì)和效益。目前多數(shù)養(yǎng)殖場還是靠大量的人工診斷、決策、調(diào)整，養(yǎng)殖設(shè)備也非常原始簡單，大部分養(yǎng)殖場唯一的設(shè)備就是一個增氧機。為在低成本的前提下實現(xiàn)高效高產(chǎn)，養(yǎng)殖場需要更為便利且高品質(zhì)的養(yǎng)殖設(shè)備與技術(shù)輔導(dǎo)，智慧型水質(zhì)實時監(jiān)測系統(tǒng)便是重要需求之一。
　　水產(chǎn)養(yǎng)殖水質(zhì)監(jiān)測具有監(jiān)測點數(shù)量多、監(jiān)測時間長、監(jiān)測情況復(fù)雜等特點，為實現(xiàn)水產(chǎn)養(yǎng)殖的集約化、信息化管理

2、需求，本課題提出了一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)的水質(zhì)實時監(jiān)測解決方案，以智能水質(zhì)監(jiān)測傳感器、ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、高性能網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)為核心，開發(fā)了自組網(wǎng)小型水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)，本論文從硬件環(huán)境搭建和軟件開發(fā)二方面出發(fā)詳細介紹了該系統(tǒng)。通過測試表明，本系統(tǒng)成功實現(xiàn)了對水產(chǎn)養(yǎng)殖用水的溶解氧、PH值、水位、溫度等多參數(shù)的實時采集、傳輸、展示，并能根據(jù)預(yù)設(shè)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，對水質(zhì)進行自動調(diào)節(jié)或遠程人工調(diào)節(jié)。本論文可歸為以下五個部分內(nèi)容:
　　第一

3、部分:系統(tǒng)的功能需求。根據(jù)系統(tǒng)的需求，得出了監(jiān)測的主要對象包括溫度、PH值、溶氧量、水位等參數(shù)，明確了系統(tǒng)的設(shè)計需求。然后進一步分析了系統(tǒng)的技術(shù)架構(gòu)，確定了三層架構(gòu)的分層設(shè)計思想和軟件開發(fā)的技術(shù)平臺。
　　第二部分:系統(tǒng)的總體設(shè)計。主要介紹了系統(tǒng)的設(shè)計目標(biāo)、原則，并分析了系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)及工作流程，為后續(xù)進行設(shè)備選型、電路設(shè)計、軟件設(shè)計奠定了基礎(chǔ)。
　　第三部分:硬件電路設(shè)計與實現(xiàn)。通過分析各類水質(zhì)監(jiān)測傳感器的特性，設(shè)計出了基

4、于CC2530的水質(zhì)參數(shù)采集節(jié)點、基于GTM900-C GPRS模塊和ATMEGA48的水質(zhì)參數(shù)采集節(jié)點、基于CC2530的增氧機控制節(jié)點、基于CC2530和MG323 GPRS模塊的ZigBee-GPRS無線網(wǎng)關(guān)、基于CC2530和STR912F的ZigBee-TCP/IP網(wǎng)關(guān)等硬件設(shè)備的硬件電路，搭建了水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)的硬件環(huán)境。
　　第四部分:水質(zhì)檢測系統(tǒng)的軟件實現(xiàn)。重點規(guī)劃了ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點之間、網(wǎng)關(guān)與通訊服務(wù)