混合通訊模式下的水產(chǎn)養(yǎng)殖加熱管道監(jiān)測裝置與系統(tǒng)制造方法及圖紙

本發(fā)明專利技術(shù)提供混合通訊模式下的水產(chǎn)養(yǎng)殖加熱管道監(jiān)測裝置與系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)水產(chǎn)養(yǎng)殖池塘水體加熱管道內(nèi)水循環(huán)的溫度、壓力、流量參數(shù)及滲漏指標(biāo)的實(shí)時(shí)監(jiān)測，同時(shí)實(shí)現(xiàn)水產(chǎn)養(yǎng)殖池塘水體的溫度、溶解氧及pH參數(shù)的在線監(jiān)測，所述滲漏指標(biāo)達(dá)到預(yù)警閥值觸動(dòng)所述現(xiàn)場報(bào)警裝置并將相關(guān)信息上傳至所述遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)管理平臺(tái)。系統(tǒng)通過基于低功耗的窄帶物聯(lián)網(wǎng)和ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)的混合通訊，所述檢測裝置可自行進(jìn)行ZigBee短距離的數(shù)據(jù)比對(duì)、互動(dòng)和修正，以及NB?IoT長距離通訊后的算法補(bǔ)償，監(jiān)測結(jié)果更有參考價(jià)值；當(dāng)監(jiān)測參數(shù)達(dá)到預(yù)警閥值，可以及時(shí)在現(xiàn)場進(jìn)行異常情況的警示，結(jié)合手機(jī)APP應(yīng)用、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)管理平臺(tái)的告警，可確保警情的及時(shí)反饋與處理；而且數(shù)據(jù)管理與數(shù)據(jù)追溯都很方便。

Monitoring device and system for aquaculture heating pipeline under mixed communication mode

The present invention provides aquaculture heating pipeline monitoring device and system of mixed communication mode, to achieve real-time monitoring of aquaculture pond water heating pipe water circulation temperature, pressure and flow parameters and leakage index, on-line monitoring parameters of temperature, dissolved oxygen and pH and realize the aquaculture pond water, the leakage index reached the warning the threshold to touch the scene alarm device and related information will be uploaded to the remote data management platform. The system through the mixed communication network based on low power consumption from narrowband and ZigBee wireless network, the detection device can make data comparison, ZigBee short distance interaction and correction, and the compensation of NB IoT long distance communication. The monitoring results are more valuable; when the monitoring parameters reached the warning threshold, can be timely abnormal the situation at the scene of the warning, alarm with mobile phone APP application, the remote data management platform, timely feedback and processing can ensure the alarm; and data management and traceability are very convenient.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
混合通訊模式下的水產(chǎn)養(yǎng)殖加熱管道監(jiān)測裝置與系統(tǒng)
本專利技術(shù)涉及水產(chǎn)養(yǎng)殖水質(zhì)監(jiān)測、管道加熱與滲漏檢測及無線通訊
，特別是混合通訊模式下的水產(chǎn)養(yǎng)殖加熱管道監(jiān)測裝置與系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
在傳統(tǒng)的水產(chǎn)養(yǎng)殖行業(yè)，在越冬時(shí)期或者有升溫需求時(shí)，通常是建立保溫棚，并直接采用鍋爐管道加熱系統(tǒng)、電熱棒系統(tǒng)、熱泵系統(tǒng)或直接抽取深層地下水。直接抽取深層地下水會(huì)導(dǎo)致地下的水資源日益減少，也會(huì)引發(fā)海水倒灌和地面下沉等問題，不宜過多濫用。而通過各種電熱棒系統(tǒng)和熱泵系統(tǒng)，不但管理麻煩也不太安全，特別是電熱管出線端的氧化鎂粉，當(dāng)受到污染物與水分滲入時(shí)，會(huì)發(fā)生漏電事故。而通過鍋爐管道加熱，因?yàn)闇囟染鶆蚍€(wěn)定、成本低而受到廣泛使用。但是通常水產(chǎn)養(yǎng)殖上所用的鍋爐管道加熱系統(tǒng)基本上沒有相應(yīng)的監(jiān)測裝置，只是一個(gè)水循環(huán)管道，經(jīng)過加熱的熱水或水蒸氣流經(jīng)布置在水體內(nèi)部的管道時(shí)，通過熱交換逐步冷卻后的水重新回流到鍋爐加熱池內(nèi)。這種沒有任何處理和監(jiān)控的系統(tǒng)存在諸多不安全因素，當(dāng)管道發(fā)生滲漏或側(cè)漏時(shí)，管道中因循環(huán)使用而飽含金屬污水、有機(jī)污水的熱水會(huì)流入養(yǎng)殖池，對(duì)養(yǎng)殖水體造成嚴(yán)重的污染。而且各個(gè)分段的管道內(nèi)的熱水溫度不好準(zhǔn)確掌握，也無法確定合理的熱水流量流速以及水體壓力。這種靠蒙、靠猜、靠經(jīng)驗(yàn)的操作模式很不靠譜。當(dāng)發(fā)現(xiàn)鍋爐加熱水體異常減少時(shí)，往往管道已經(jīng)發(fā)生滲漏很久了，而且因?yàn)榘l(fā)生滲漏的管道一般沒入在養(yǎng)殖水體中，接下來對(duì)滲漏點(diǎn)的勘查定位也是相當(dāng)麻煩，需要耗費(fèi)大量的人力物力財(cái)力，也可能給當(dāng)季的養(yǎng)殖生產(chǎn)造成不可逆轉(zhuǎn)的不良影響。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)針對(duì)上述技術(shù)問題做出改進(jìn)，即本專利技術(shù)所要解決的技術(shù)問題是提供一種基于窄帶物聯(lián)網(wǎng)和ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)混合通訊的、能進(jìn)行加熱管道滲漏檢測與水體水質(zhì)監(jiān)測的在線監(jiān)測裝置與系統(tǒng)。為了解決上述技術(shù)問題，本專利技術(shù)的一種技術(shù)方案是：所述混合通訊模式下的水產(chǎn)養(yǎng)殖加熱管道監(jiān)測裝置包括壓力傳感器、流量傳感器、溫度傳感器、中央處理單元、供電單元、pH傳感器、溶解氧傳感器、水體溫度傳感器、ZigBee模塊、窄帶物聯(lián)網(wǎng)模塊。進(jìn)一步的，所述混合通訊模式下的水產(chǎn)養(yǎng)殖加熱管道監(jiān)測系統(tǒng)包括所述混合通訊模式下的水產(chǎn)養(yǎng)殖加熱管道監(jiān)測裝置、手機(jī)APP應(yīng)用、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)管理平臺(tái)、WEB數(shù)據(jù)查詢平臺(tái)、現(xiàn)場報(bào)警裝置、環(huán)境監(jiān)測裝置、ZigBee路由節(jié)點(diǎn)裝置。進(jìn)一步的，所述混合通訊模式下的水產(chǎn)養(yǎng)殖加熱管道監(jiān)測裝置與系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)水產(chǎn)養(yǎng)殖池塘水體加熱管道內(nèi)水循環(huán)的溫度、壓力、流量參數(shù)及滲漏指標(biāo)的實(shí)時(shí)監(jiān)測，同時(shí)實(shí)現(xiàn)水產(chǎn)養(yǎng)殖池塘水體的溫度、溶解氧及pH參數(shù)的在線監(jiān)測，所述滲漏指標(biāo)達(dá)到預(yù)警閥值觸動(dòng)所述現(xiàn)場報(bào)警裝置并將相關(guān)信息上傳至所述遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)管理平臺(tái)。進(jìn)一步的，所述混合通訊模式下的水產(chǎn)養(yǎng)殖加熱管道監(jiān)測裝置科學(xué)布置在水產(chǎn)養(yǎng)殖水池加熱管道的換接或轉(zhuǎn)彎節(jié)點(diǎn)上，所述壓力傳感器、所述流量傳感器及所述溫度傳感器布置在所述加熱管道內(nèi)，所述pH傳感器、所述溶解氧傳感器及所述水體溫度傳感器是懸掛在水池水體內(nèi)；所述環(huán)境監(jiān)測監(jiān)測裝置與所述現(xiàn)場報(bào)警裝置布置在池塘岸邊。進(jìn)一步的，所述混合通訊模式下的水產(chǎn)養(yǎng)殖加熱管道監(jiān)測裝置與系統(tǒng)混合了兩種通訊模式，由所述混合通訊模式下的水產(chǎn)養(yǎng)殖加熱管道監(jiān)測裝置、所述ZigBee路由節(jié)點(diǎn)裝置、所述環(huán)境監(jiān)測監(jiān)測裝置和所述現(xiàn)場報(bào)警裝置組成現(xiàn)場ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)，所述ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)裝置通過布置在現(xiàn)場的所述ZigBee路由節(jié)點(diǎn)裝置相互無線連接與數(shù)據(jù)互通；所述混合通訊模式下的水產(chǎn)養(yǎng)殖加熱管道監(jiān)測裝置、所述環(huán)境監(jiān)測監(jiān)測裝置和所述現(xiàn)場報(bào)警裝置同時(shí)通過窄帶物聯(lián)網(wǎng)通訊技術(shù)與所述遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)管理平臺(tái)進(jìn)行無線雙向通訊連接，周期性上傳數(shù)據(jù)信息或下發(fā)指令信息。進(jìn)一步的，所述窄帶物聯(lián)網(wǎng)模塊是低功耗的且遠(yuǎn)距離通訊的NB-IoT通訊模塊，所述混合通訊模式下的水產(chǎn)養(yǎng)殖加熱管道監(jiān)測裝置通過所述NB-IoT通訊模塊與所述遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)管理平臺(tái)建立通訊連接；所述ZigBee模塊是低功耗的短距離通訊的ZigBee終端節(jié)點(diǎn)，所述ZigBee路由節(jié)點(diǎn)裝置可以是單獨(dú)布置在現(xiàn)場的一種裝置，優(yōu)選地，所述ZigBee路由節(jié)點(diǎn)裝置與所述環(huán)境監(jiān)測裝置或者所述現(xiàn)場報(bào)警裝置整合成一個(gè)整體裝置。進(jìn)一步的，所述中央處理單元是一種具備數(shù)據(jù)儲(chǔ)存單元的低功耗微處理器，所述低功耗微處理器優(yōu)選ARM內(nèi)核的STM32L152芯片。進(jìn)一步的，所述供電單元至少包括大容量鋰電池及相關(guān)充放電電路，所述大容量鋰電池續(xù)航時(shí)間達(dá)到五至十年的時(shí)間周期。進(jìn)一步的，所述加熱管道監(jiān)測裝置至少有一個(gè)布置在現(xiàn)場，所述環(huán)境監(jiān)測裝置僅有一個(gè)，所述現(xiàn)場報(bào)警裝置可以根據(jù)需要布置一到幾個(gè)。進(jìn)一步的，所述環(huán)境監(jiān)測裝置包括環(huán)境檢測傳感器、空氣濕度傳感器，所述環(huán)境檢測傳感器用于檢測空氣中的大氣壓力和環(huán)境溫度并周期上傳至所述遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)管理平臺(tái)；所述遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)管理平臺(tái)在獲取各個(gè)所述混合通訊模式下的水產(chǎn)養(yǎng)殖加熱管道監(jiān)測裝置上傳的水體水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)后，結(jié)合相關(guān)環(huán)境數(shù)據(jù)對(duì)水體水質(zhì)參數(shù)進(jìn)行大氣壓力和環(huán)境溫度的算法補(bǔ)償和修正。進(jìn)一步的，所述混合通訊模式下的水產(chǎn)養(yǎng)殖加熱管道監(jiān)測裝置通過現(xiàn)場ZigBee網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)互通互動(dòng)，發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)進(jìn)行單次通訊廣播進(jìn)行數(shù)據(jù)比對(duì)，并通過所述窄帶物聯(lián)網(wǎng)模塊上傳相關(guān)數(shù)據(jù)信息至所述遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)管理平臺(tái)。進(jìn)一步的，所述水產(chǎn)養(yǎng)殖加熱管道中水體與池塘水體相對(duì)獨(dú)立，池塘水體中的水溫調(diào)節(jié)可通過所述手機(jī)APP應(yīng)用進(jìn)行操作和控制；所述加熱管道滲漏點(diǎn)的定位亦可用手機(jī)APP應(yīng)用通過管道內(nèi)壓力與流量的監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析比對(duì)進(jìn)行確認(rèn)。與現(xiàn)有的技術(shù)相比，本專利技術(shù)具有以下有益效果：能夠同時(shí)進(jìn)行池塘水體水質(zhì)監(jiān)測和加熱管道的滲漏檢測，可讓水產(chǎn)養(yǎng)殖越冬更加安全可靠；通過基于低功耗的窄帶物聯(lián)網(wǎng)和ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)的混合通訊，所述檢測裝置可自行進(jìn)行ZigBee短距離的數(shù)據(jù)比對(duì)、互動(dòng)和修正，以及NB-IoT長距離通訊后的算法補(bǔ)償，監(jiān)測結(jié)果更有參考價(jià)值；基于無線通訊技術(shù)結(jié)合手機(jī)APP的應(yīng)用，使用方便，查看與管理也很直觀和便捷；采用低功耗的器件結(jié)合合理的通訊模式和休眠模式，電池續(xù)航時(shí)間可達(dá)五至十年，沒有因定期更換電池帶來的各種麻煩；每個(gè)現(xiàn)場僅需要一個(gè)環(huán)境檢測裝置，環(huán)境參數(shù)補(bǔ)償統(tǒng)一在遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)管理平臺(tái)上執(zhí)行，可減少硬件開支和檢測裝置的電池容量支出。通過布置在現(xiàn)場的一個(gè)或多個(gè)現(xiàn)場報(bào)警裝置，當(dāng)監(jiān)測參數(shù)達(dá)到預(yù)警閥值，可以及時(shí)在現(xiàn)場進(jìn)行異常情況的警示，結(jié)合手機(jī)APP應(yīng)用、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)管理平臺(tái)的告警，可確保警情的及時(shí)反饋與處理；監(jiān)測數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)管理平臺(tái)中，可以通過WEB數(shù)據(jù)查詢平臺(tái)或手機(jī)APP應(yīng)用進(jìn)行查詢，數(shù)據(jù)管理與數(shù)據(jù)追溯都很方便。本專利技術(shù)的混合通訊模式下的水產(chǎn)養(yǎng)殖加熱管道監(jiān)測裝置與系統(tǒng)，在水產(chǎn)養(yǎng)殖領(lǐng)域的應(yīng)用前景，會(huì)因養(yǎng)殖從業(yè)者對(duì)安全的逐步重視而獲得巨大商機(jī)，市場前景廣闊。下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本專利技術(shù)做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。附圖說明圖1為本專利技術(shù)實(shí)施例的電路實(shí)現(xiàn)示意圖。圖2為本專利技術(shù)實(shí)施例的系統(tǒng)架構(gòu)示意圖。圖3為本專利技術(shù)實(shí)施例的傳感器布置位置示意圖。圖1中：1-壓力傳感器、2-流量傳感器、3-溫度傳感器、4-中央處理單元、5-供電單元、6-pH傳感器、7-溶解氧傳感器、8-水體溫度傳感器、9-ZigBee模塊、10-窄帶物聯(lián)網(wǎng)模塊。圖2中：15-手機(jī)APP應(yīng)用、16-遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)管理平臺(tái)、14-WEB數(shù)據(jù)查詢平臺(tái)、11-現(xiàn)場報(bào)警裝置、12-環(huán)境監(jiān)測裝本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
混合通訊模式下的水產(chǎn)養(yǎng)殖加熱管道監(jiān)測裝置與系統(tǒng)，其特征在于：所述混合通訊模式下的水產(chǎn)養(yǎng)殖加熱管道監(jiān)測裝置包括壓力傳感器、流量傳感器、溫度傳感器、中央處理單元、供電單元、pH傳感器、溶解氧傳感器、水體溫度傳感器、ZigBee模塊、窄帶物聯(lián)網(wǎng)模塊；所述混合通訊模式下的水產(chǎn)養(yǎng)殖加熱管道監(jiān)測系統(tǒng)包括所述混合通訊模式下的水產(chǎn)養(yǎng)殖加熱管道監(jiān)測裝置、手機(jī)APP應(yīng)用、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)管理平臺(tái)、WEB數(shù)據(jù)查詢平臺(tái)、現(xiàn)場報(bào)警裝置、環(huán)境監(jiān)測裝置、ZigBee路由節(jié)點(diǎn)裝置；所述混合通訊模式下的水產(chǎn)養(yǎng)殖加熱管道監(jiān)測裝置與系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)水產(chǎn)養(yǎng)殖池塘水體加熱管道內(nèi)水循環(huán)的溫度、壓力、流量參數(shù)及滲漏指標(biāo)的實(shí)時(shí)監(jiān)測，同時(shí)實(shí)現(xiàn)水產(chǎn)養(yǎng)殖池塘水體的溫度、溶解氧及pH參數(shù)的在線監(jiān)測，所述滲漏指標(biāo)達(dá)到預(yù)警閥值觸動(dòng)所述現(xiàn)場報(bào)警裝置并將相關(guān)信息上傳至所述遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)管理平臺(tái)。

【技術(shù)特征摘要】
1.混合通訊模式下的水產(chǎn)養(yǎng)殖加熱管道監(jiān)測裝置與系統(tǒng)，其特征在于：所述混合通訊模式下的水產(chǎn)養(yǎng)殖加熱管道監(jiān)測裝置包括壓力傳感器、流量傳感器、溫度傳感器、中央處理單元、供電單元、pH傳感器、溶解氧傳感器、水體溫度傳感器、ZigBee模塊、窄帶物聯(lián)網(wǎng)模塊；所述混合通訊模式下的水產(chǎn)養(yǎng)殖加熱管道監(jiān)測系統(tǒng)包括所述混合通訊模式下的水產(chǎn)養(yǎng)殖加熱管道監(jiān)測裝置、手機(jī)APP應(yīng)用、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)管理平臺(tái)、WEB數(shù)據(jù)查詢平臺(tái)、現(xiàn)場報(bào)警裝置、環(huán)境監(jiān)測裝置、ZigBee路由節(jié)點(diǎn)裝置；所述混合通訊模式下的水產(chǎn)養(yǎng)殖加熱管道監(jiān)測裝置與系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)水產(chǎn)養(yǎng)殖池塘水體加熱管道內(nèi)水循環(huán)的溫度、壓力、流量參數(shù)及滲漏指標(biāo)的實(shí)時(shí)監(jiān)測，同時(shí)實(shí)現(xiàn)水產(chǎn)養(yǎng)殖池塘水體的溫度、溶解氧及pH參數(shù)的在線監(jiān)測，所述滲漏指標(biāo)達(dá)到預(yù)警閥值觸動(dòng)所述現(xiàn)場報(bào)警裝置并將相關(guān)信息上傳至所述遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)管理平臺(tái)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合通訊模式下的水產(chǎn)養(yǎng)殖加熱管道監(jiān)測裝置與系統(tǒng)，其特征在于：所述混合通訊模式下的水產(chǎn)養(yǎng)殖加熱管道監(jiān)測裝置科學(xué)布置在水產(chǎn)養(yǎng)殖水池加熱管道的換接或轉(zhuǎn)彎節(jié)點(diǎn)上，所述壓力傳感器、所述流量傳感器及所述溫度傳感器布置在所述加熱管道內(nèi)，所述pH傳感器、所述溶解氧傳感器及所述水體溫度傳感器是懸掛在水池水體內(nèi)；所述環(huán)境監(jiān)測監(jiān)測裝置與所述現(xiàn)場報(bào)警裝置布置在池塘岸邊。3.根據(jù)權(quán)利要求1-2所述的混合通訊模式下的水產(chǎn)養(yǎng)殖加熱管道監(jiān)測裝置與系統(tǒng)，其特征在于：所述混合通訊模式下的水產(chǎn)養(yǎng)殖加熱管道監(jiān)測裝置與系統(tǒng)混合了兩種通訊模式，由所述混合通訊模式下的水產(chǎn)養(yǎng)殖加熱管道監(jiān)測裝置、所述ZigBee路由節(jié)點(diǎn)裝置、所述環(huán)境監(jiān)測監(jiān)測裝置和所述現(xiàn)場報(bào)警裝置組成現(xiàn)場ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)，所述ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)裝置通過布置在現(xiàn)場的所述ZigBee路由節(jié)點(diǎn)裝置相互無線連接與數(shù)據(jù)互通；所述混合通訊模式下的水產(chǎn)養(yǎng)殖加熱管道監(jiān)測裝置、所述環(huán)境監(jiān)測監(jiān)測裝置和所述現(xiàn)場報(bào)警裝置同時(shí)通過窄帶物聯(lián)網(wǎng)通訊技術(shù)與所述遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)管理平臺(tái)進(jìn)行無線雙向通訊連接，周期性上傳數(shù)據(jù)信息或下發(fā)指令信息。4.根據(jù)權(quán)利要求1-3所述的混合通訊模式下的水產(chǎn)養(yǎng)殖加熱管道監(jiān)測裝置與系統(tǒng)，其特征在于：所述窄帶物聯(lián)網(wǎng)模塊是低功耗的且遠(yuǎn)距離通訊的NB-IoT通訊...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：沈杜海，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：福建強(qiáng)閩信息科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：福建,35