渔塘自动监测系统的设计与实现

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我国是水产养殖大国,近年来,伴随着水产养殖行业的迅猛发展,也出现了水体环境污染、水产品质量下降等一系列的问题。其中,水产品质量的高低直接取决于养殖环境特别是水体环境的优劣。因此,在今后水产养殖业的发展中,利用现代科学技术及时准确地监测水体环境成为了一种必然趋势。本文以渔塘水体的PH值、氨氮含量、电导率、溶解氧、浑浊度、温度以及湿度这七个水质参数为研究对象,利用物联网技术对渔塘进行水质监测,满足了用户实时了解渔塘水体的各项水质参数的需求。本文设计了一套基于无线传感器网络技术的渔塘自动监测系统。该系统主要由三部分构成:若干个终端节点、一个协调器节点和一个主控单元。每个终端节点均包括采集和控制两部分,各个水质传感器构成采集部分,控制部分则包括多个执行器;ZigBee协调器构成协调器节点,并且系统的无线传感网络主要利用ZigBee技术组建而成;主控单元主要包括CPU、显示屏和键盘三部分。无线传感器节点采用CC2430作为核心处理器,其包括终端节点和协调器节点。传感器将采集到的水质信息通过ModBus总线发送到终端节点,终端节点将数据通过ZigBee技术无线发送至协调器节点后再通过串口将数据传输至主控单元,实现对各水质参数的实时与分项显示。并且,协调器节点接收到主控单元的控制命令后,将其无线发送至控制部分来控制执行器的启停,同时,被控设备执行后会反馈执行状态。本系统实现了实时监测水体的PH值、氨氮含量等重要参数,使得渔塘水体的各项参数均有利于鱼类的健康成长。目前,本系统已在实验室内调试成功,并且本系统开发成本较低、可扩展性高,适用于渔塘养殖、监测地方取水口水质等领域,具有一定的研究意义。
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