一種大鯢養殖環境實時監控系統技術方案

本實用新型專利技術公開了一種大鯢養殖環境實時監控系統，包括傳感器模塊、調理電路、無線發射模塊、無線接收模塊、中央處理器、視頻采集模塊、顯示/觸屏模塊、存儲模塊、TD?CDMA通信模塊、控制應用模塊和報警模塊；傳感器模塊包括溫度傳感器、pH值傳感器、溶解氧傳感器、水質渾濁度傳感器，實現對大鯢養殖環境指標參數進行實時采集；并利用Zig?Bee無線網絡與中央處理器進行無線通信；視頻采集模塊主要對大鯢生活狀態視頻采集并將視頻信號傳遞給中央處理器；中央處理器可利用顯示/觸屏模塊對環境指標和狀態信息進行顯示和操作控制，也可通過TD?SCDMA無線網絡將環境指標、視頻發送到用戶手機；用戶也可以通過手機對大鯢養殖環境進行遠程操控或查看環境信息。

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及智能控制領域，具體涉及無線通信技術、大鯢養殖環境實時監控系統。
技術介紹
人工養殖大鯢已產業化發展，大鯢的生長對環境要求十分嚴格；人工養殖大鯢要求對水溫、pH值、溶解氧濃度、以及水質進行實時監控，使這些環境參量處于適合大鯢生長；由于人工監控的實時性太低，不能做到連續不間斷監控，給養殖大鯢增添了風險；現有的水產養殖環境監控系統，沒有與大鯢生長所需監控環境指標相切合的功能要求，無法滿足養殖大鯢對環境的全方位監控這一需求；人工養殖大鯢一般在室外，有線監控設備不方便實際操作。
技術實現思路
本技術的目的是為了解決現有技術問題，基于ARM9芯片和無線通信技術提供了一種大鯢養殖環境實時監控系統。本技術提供的大鯢養殖環境實時監控系統包括傳感器模塊、調理電路、無線發射模塊、無線接收模塊、中央處理器、視頻采集模塊、顯示/觸屏模塊、存儲模塊、TD-CDMA通信模塊、控制應用模塊和報警模塊；所述的傳感器模塊、調理電路和無線發射模塊組成無線傳感終端，無線傳感終端利用Zigbee無線通信技術與中央控制器實現無線通信。所述傳感器模塊包括溫度傳感器、pH值傳感器、溶解氧傳感器、水質渾濁度傳感器。所述調理電路，包括溫度傳感器調理電路，pH值傳感器調理電路、溶解氧傳感器調理電路和水質渾濁度傳感器調理電路。所述無線發射模塊，采用基于Zig-Bee技術的CC2530芯片，可實現接收傳感器的信號和無線發射功能。所述無線接收模塊，采用基于Zig-Bee技術的CC2530芯片，主要用于接收無線發射模塊發射的無線信號，并傳送給中央處理器。所述中央處理器，選用TQ2440開發板作為系統的控制平臺，該板由核心板和底板兩部分；核心板主要由基于ARM920T核心的S3C2440A嵌入式微處理芯片，搭配Linux嵌入式操作系統對大鯢養殖環境實時監控，底板主要包括DM900EP100M以太網控制芯片、RJ45接口、SP3232EEN串口芯片、RS232接口、SD接口；核心板通過192Pin的接口與底板相連。所述視頻采集模塊，采用中星微的視頻采集芯片ZC0301。所述顯示/觸屏模塊，選用NEC公司生產的NL2432HC22-22B。所述存儲模塊，采用固態硬盤作為視頻以及操作日志記錄。所述TD-CDMA通信模塊，采用TD230A無線通信芯片，經過TD—SCDMA無線網絡傳送視頻和監控信息。所述控制應用模塊，包括5個繼電器，分別控制進水泵、排水泵、過濾泵、制氧機、取暖鍋爐。所述報警模塊，包括三極管，穩壓電阻及蜂鳴器，所述集電極接地；放大機連接所述蜂鳴器；所述基極連接所述穩壓電源。本技術的有益效果在于，提供的大鯢養殖環境實時監控是利用Zig-Bee短程無線通信技術實現大鯢養殖環境無線傳感通信，具有高效經濟的特點，且功耗和復雜度都非常低；利用AMR9芯片以及Linux嵌入式操作系統實現對大鯢養殖環境監控數據處理，并提供人機交互界面、網絡通信功能；利用視頻采集芯片ZC0301可提供大鯢生存狀態實時視頻監控，利用NL2432HC22-22B顯示/觸屏模塊為系統提供人機交互顯示/觸屏平臺；利用TD-SCDMA無線網絡進行無線遠程通信，實現大鯢養殖狀態遠程監控功能。因此，本技術提供的大鯢養殖環境實時監控系統實現了設備無線化，既可以通過嵌入式控制平臺進行系統控制，又可以通過筆記本電腦與手機等移動設備進行全方位、高效率的實時遠程監控，且具有能耗低、簡單易操作、高穩定性等特點。附圖說明圖1所示為本技術中大鯢養殖環境實時監控系統框圖。圖2所示為本技術中溫度傳感器及其調理電路圖。圖3所示為本技術中pH值傳感器調理電路圖。圖4所示為本技術中溶解氧傳感器測量和調理電路圖。圖5所示為本技術中CC2530無線通信模塊電路圖。圖6所示為本技術中視頻采集模塊程序流程圖。具體實施方式下文將結合具體附圖詳細描述本技術具體實施例。應當注意的是，下述實施例中描述的技術特征或者技術特征的組合不應當被認為是孤立的，它們可以被相互組合從而達到更好的技術效果。如圖1所示，本技術提供的大鯢養殖環境實時監控系統，包括：包括傳感器模塊1、調理電路2、無線發射模塊3、無線接收模塊4、中央處理器5、視頻采集模塊6、顯示/觸屏模塊7、存儲模塊8、TD-CDMA通信模塊9、控制應用模塊10、報警模塊11。傳感器模塊1包括溫度傳感器（Pt100）、pH值傳感器、溶解氧傳感器（RY952）、水質渾濁度傳感器,分別負責對大鯢養殖環境溫度、水環境的pH值、溶解氧濃度以及水渾濁度進行測量。調理電路2包括溫度傳感器調理電路，pH值傳感器調理電路、溶解氧傳感器調理電路和水質渾濁度傳感器調理電路；所述的溫度傳感器調理電路包括2個3KΩ電阻、2個1KΩ電阻、1個1.5KΩ電阻和2個0.1μF電容；所述的pH值傳感器調理電路采用三級放大電路，第一級是一個電壓跟隨器，第二級是一個濾波放大電路，第三級是放大電路，輸出級為加法電路；所述溶解氧傳感器調理電路由LM324構成的三級運算放大電路構成，第一級為溶解氧傳感器陰極提供輸入電壓；溶解氧傳感器的陽極接入第二級運放的反相輸入端，第三級為濾波放大電路。無線發射模塊3負責傳感器信號通過Zig-Bee技術向無線接收模塊4傳遞信息，其電路圖如圖5所示，主要包括復位、時鐘、射頻天線及接口擴展電路；其中X1提供32MHz高頻主時鐘頻率，X2提供32．768KHz低功耗下低頻輔助時鐘頻率；射頻天線由阻抗匹配電路和天線饋線電路組成，射頻天線匹配電路由電容和電感組成，滿足了整個系統RF輸入和輸出匹配電阻(50歐姆)的硬件條件；采用的CC2530芯片可通過設定不同的電源模式，實現節點的休眠和喚醒操作，從而實現低功耗，增長電源的使用時間。無線發射模塊4負責接收無線發射模塊3傳遞的大鯢養殖環境監測數據，并傳送給中央處理器，其電路圖與無線發射模塊3類似。中央處理器5采用TQ2440開發板作為系統的控制平臺，由核心板和底板構成，核心板是以s3c2440芯片為核心，搭配嵌入式Linux操作系統，負責接收和處理由無線接收模塊傳遞的傳感信號，視頻采集芯片ZC0301視頻信號，以及NL2432HC22-22B顯示/觸屏模塊信號，并依據這些信號做出相應指令；底板主要負責與存儲模塊、TD-CDMA通信模塊、控制應用模塊的通信。視頻采集模塊6中攝像頭通過USB口與芯片s3c2440相連，負責大鯢養殖環境的視頻采集。顯示/觸屏模塊7負責大鯢養殖環境指標、視頻顯示，同時也負責相應指令的輸入。存儲模塊8負責存儲環境指標、視頻數據以及指令日志。TD-CDMA通信模塊9，TD230A芯片通過UART串口與中央處理器相連，主要負責將環境指標、視頻數據以及指令信號發送至TD—SCDMA無線網絡。控制應用模塊10基于中央處理器指令對相應的繼電器進行開關操作。報警模塊11用于在系統完成指令或出現故障時進行報警，使系統完成指令或者重新進行調試。實施例本申請實施例提供了一種大鯢養殖環境實時監控系統，該系統是利用Zig-Bee無線網絡、傳感器控制相關電路、以及視頻監控進行大鯢養殖環境信息采集和狀態控制；基于s3c2440嵌入式終端對整個大鯢養殖環境進行智能控制，顯示/觸屏模塊可對本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種大鯢養殖環境實時監控系統，其特征在于，包括傳感器模塊、調理電路、無線發射模塊、無線接收模塊、中央處理器、視頻采集模塊、顯示/觸屏模塊、存儲模塊、TD?CDMA通信模塊、控制應用模塊和報警模塊；所述的傳感器模塊包括溫度傳感器、pH值傳感器、溶解氧傳感器、水質渾濁度傳感器；所述的傳感器模塊、調理電路和無線發射模塊組成無線傳感終端，無線傳感終端利用Zigbee無線通信技術與中央控制器實現無線通信。

【技術特征摘要】
1.一種大鯢養殖環境實時監控系統，其特征在于，包括傳感器模塊、調理電路、無線發射模塊、無線接收模塊、中央處理器、視頻采集模塊、顯示/觸屏模塊、存儲模塊、TD-CDMA通信模塊、控制應用模塊和報警模塊；所述的傳感器模塊包括溫度傳感器、pH值傳感器、溶解氧傳感器、水質渾濁度傳感器；所述的傳感器模塊、調理電路和無線發射模塊組成無線傳感終端，無線傳感終端利用Zigbee無線通信技術與中央控制器實現無線通信。2.根據權利要求1所述的一種大鯢養殖環境實時監控系統，其特征是所述調理電路包括溫度...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張光富，魯娉，
申請(專利權)人：湖南城市學院，
類型：新型
國別省市：湖南;43