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基于無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的魚(yú)塘環(huán)境信息檢測(cè)系統(tǒng)的制作方法

文檔序號(hào):5897319閱讀:230來(lái)源:國(guó)知局
專利名稱:基于無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的魚(yú)塘環(huán)境信息檢測(cè)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本實(shí)用新型涉及魚(yú)塘環(huán)境信息檢測(cè)領(lǐng)域,具體地講是一種基于無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的魚(yú) 塘環(huán)境信息檢測(cè)系統(tǒng)。
背景技術(shù)
目前大部分的魚(yú)塘環(huán)境信息的獲取主要是依靠人工完成,自動(dòng)化程度不高,精度 也不高,因水體缺氧而導(dǎo)致魚(yú)蝦大量死亡的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。許多魚(yú)塘環(huán)境信息檢測(cè)系統(tǒng)采 用的是有線方式將檢測(cè)到的數(shù)據(jù)送到魚(yú)塘監(jiān)控中心,不僅布線困難,而且成本較高,不便于 推廣使用。近年來(lái),無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)由于使用免許可證的ISM波段,免布線,低功耗,擴(kuò)充方 便等特點(diǎn)而在水產(chǎn)養(yǎng)殖領(lǐng)域備受關(guān)注,特別是在由大量分塊魚(yú)塘組成的水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)域內(nèi)應(yīng) 用無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò),可以任意布點(diǎn),安裝簡(jiǎn)便,節(jié)省了成本。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種基于無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的魚(yú)塘環(huán)境信息檢測(cè)系統(tǒng)。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是一種魚(yú)塘環(huán)境信息檢測(cè)系統(tǒng),由多個(gè)結(jié)構(gòu)相同的子節(jié) 點(diǎn)和一個(gè)主節(jié)點(diǎn)通過(guò)多跳無(wú)線通訊協(xié)議聯(lián)接而成。每個(gè)子節(jié)點(diǎn)采用水溫傳感器,水位傳感 器,含氧量傳感器分別檢測(cè)水溫、水位與含氧量信息,并連接至A/D轉(zhuǎn)換模塊,子節(jié)點(diǎn)中的 微處理器分別與A/D轉(zhuǎn)換模塊與無(wú)線傳輸模塊相連,電源模塊分別對(duì)微處理器、A/D轉(zhuǎn)換模 塊和無(wú)線傳輸模塊供電。主節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)接收子節(jié)點(diǎn)發(fā)送過(guò)來(lái)的檢測(cè)信息,主節(jié)點(diǎn)中的微處理 器分別與無(wú)線傳輸模塊、鍵盤(pán)模塊、顯示模塊及報(bào)警裝置相連,電源模塊分別對(duì)微處理器和 無(wú)線傳輸模塊供電。每個(gè)子節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)本節(jié)點(diǎn)所轄區(qū)域內(nèi)環(huán)境信息的檢測(cè),然后通過(guò)無(wú)線傳輸協(xié)議將數(shù) 據(jù)發(fā)送給相鄰的子節(jié)點(diǎn),再由相鄰的子節(jié)點(diǎn)將數(shù)據(jù)以接力的方式發(fā)送給下一個(gè)子節(jié)點(diǎn),這 一過(guò)程一直持續(xù)到主節(jié)點(diǎn)接收到數(shù)據(jù)為止。主節(jié)點(diǎn)收到子節(jié)點(diǎn)發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)后,首先提取子節(jié)點(diǎn)的身份標(biāo)識(shí),以確定子節(jié)點(diǎn)所 處的地理位置,再將此地理位置信息與所檢測(cè)的數(shù)據(jù)送入顯示模塊進(jìn)行顯示,并將此數(shù)據(jù) 與預(yù)先設(shè)定的水溫、水位、含氧量的上下限進(jìn)行比較,一旦此數(shù)據(jù)超出設(shè)定的范圍,則啟動(dòng)
報(bào)警裝置。本實(shí)用新型的有益效果是1、與有線傳輸方式相比,可避免布線,節(jié)省人工及費(fèi)用;2、具有數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示及報(bào)警功能,使用方便;3、采用低功耗單片機(jī)設(shè)計(jì)各個(gè)節(jié)點(diǎn),可最大限度延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)使用壽命。

圖1是本實(shí)用新型所述的無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的子節(jié)點(diǎn)和主節(jié)點(diǎn)硬件圖。圖2是本實(shí)用新型所述的基于無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的魚(yú)塘環(huán)境信息檢測(cè)系統(tǒng)的組成圖。[0013]圖中(1)微處理器,(2)水溫傳感器,(3)水位傳感器,(4)含氧量傳感器,(5)A/D 轉(zhuǎn)換模塊,(6)無(wú)線傳輸模塊,(7)電源模塊,(8)鍵盤(pán)模塊,(9)顯示模塊,(10)報(bào)警裝置, (11)主節(jié)點(diǎn),(12)-(17)均為子節(jié)點(diǎn)。
具體實(shí)施方式
如圖1所示,本實(shí)用新型是由多個(gè)結(jié)構(gòu)相同的子節(jié)點(diǎn)和一個(gè)主節(jié)點(diǎn)通過(guò)多跳無(wú)線 通訊協(xié)議連接而成。每個(gè)子節(jié)點(diǎn)包括微處理器(1),水溫傳感器O),水位傳感器(3),含氧量傳感器 (4),A/D轉(zhuǎn)換模塊(5),無(wú)線傳輸模塊(6)以及電源模塊(7);其中水溫傳感器0),水位傳 感器(3),含氧量傳感器(4)分別聯(lián)接至A/D轉(zhuǎn)換模塊(5),微處理器(1)又分別與A/D轉(zhuǎn) 換模塊(5)與無(wú)線傳輸模塊(6)相連,電源模塊(7)分別對(duì)微處理器⑴、A/D轉(zhuǎn)換模塊(5) 和無(wú)線傳輸模塊(6)供電。主節(jié)點(diǎn)包括微處理器(1),無(wú)線傳輸模塊(6),電源模塊(7),鍵盤(pán)模塊(8),顯示模 塊(9)以及報(bào)警裝置(10);其中微處理器(1)分別與無(wú)線傳輸模塊(6),鍵盤(pán)模塊(8),顯 示模塊(9),報(bào)警裝置(10)相連,電源模塊(7)分別對(duì)微處理器⑴和無(wú)線傳輸模塊(6)供 H1^ ο所述的微處理器的型號(hào)為AT89C51,其內(nèi)部有4KB的ROM和128字節(jié)的RAM,不需要 擴(kuò)展外圍存儲(chǔ)器;水溫傳感器為DS18B20型溫度傳感器;水位傳感器為FYC-3型浮子式水 位傳感器;含氧量傳感器為C0S41覆膜式溶解氧傳感器;A/D轉(zhuǎn)換采用ADC0809 ;無(wú)線模塊 采用CC1000 ;電源模塊采用鋰離子蓄電池;鍵盤(pán)模塊為4X4矩陣鍵盤(pán);顯示模塊為16X2 字符型IXD ;報(bào)警裝置采用IC芯片NE555組成的聲光報(bào)警電路。如圖1、2所示,在由大量魚(yú)塘組成的養(yǎng)殖區(qū)域內(nèi)散布著子節(jié)點(diǎn)(12)-(17),子節(jié)點(diǎn) 放在魚(yú)塘中部的非投食區(qū),并將水溫傳感器O),水位傳感器(3),含氧量傳感器(4)置于水 面下0.5米,其余部分浮于水面,各個(gè)節(jié)點(diǎn)之間相距100米左右,主節(jié)點(diǎn)(11)放在魚(yú)塘監(jiān)控 中心。初始化時(shí),主節(jié)點(diǎn)將每個(gè)子節(jié)點(diǎn)的身份標(biāo)識(shí)與被檢測(cè)魚(yú)塘地理位置的對(duì)應(yīng)信息存入 存儲(chǔ)器中,主節(jié)點(diǎn)還可以通過(guò)鍵盤(pán)輸入溫度,含氧量,水位的上下限,并將其存入存儲(chǔ)器中。子節(jié)點(diǎn)(1 定時(shí)通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換模塊讀取水溫傳感器O),水位傳感器(3),含氧量 傳感器(4)檢測(cè)到的數(shù)據(jù),并將傳感器的身份標(biāo)識(shí)與檢測(cè)數(shù)據(jù)組成一個(gè)數(shù)據(jù)幀,通過(guò)無(wú)線 傳輸模塊(6)發(fā)送給相鄰的子節(jié)點(diǎn)。同樣,子節(jié)點(diǎn)(13)-(17)也按照子節(jié)點(diǎn)(12)的工作方 式完成轄區(qū)內(nèi)的信息傳感和無(wú)線發(fā)送。主節(jié)點(diǎn)收到子節(jié)點(diǎn)發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)后,首先提取子節(jié)點(diǎn)的身份標(biāo)識(shí),以確定子節(jié)點(diǎn)所 處的地理位置,并將此地理位置信息與所檢測(cè)的數(shù)據(jù)送入顯示模塊進(jìn)行顯示,同時(shí)將此數(shù) 據(jù)與預(yù)先設(shè)定的上下限值進(jìn)行比較,一旦此數(shù)據(jù)超出設(shè)定的范圍,則啟動(dòng)報(bào)警裝置,提醒工 作人員采取相應(yīng)措施。正常情況下,子節(jié)點(diǎn)(16)的下一個(gè)目標(biāo)是子節(jié)點(diǎn)(13),如果由于某種原因(如 CPU故障,電源電力不足等)造成子節(jié)點(diǎn)(1 不能工作,子節(jié)點(diǎn)(16)將自動(dòng)搜索周圍其它 節(jié)點(diǎn),將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給子節(jié)點(diǎn)(1 或子節(jié)點(diǎn)(14),并通過(guò)子節(jié)點(diǎn)(1 或(14)的轉(zhuǎn)發(fā)將數(shù)據(jù) 傳給主節(jié)點(diǎn)(11)。由此模式可以構(gòu)建具有冗余無(wú)線路由的無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),以提高網(wǎng)絡(luò) 通信的可靠性。
權(quán)利要求1.一種基于無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的魚(yú)塘環(huán)境信息檢測(cè)系統(tǒng),其特征在于由多個(gè)結(jié)構(gòu)相同的 子節(jié)點(diǎn)和一個(gè)主節(jié)點(diǎn)組成,各個(gè)子節(jié)點(diǎn)之間形成自組織的無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò),通過(guò)多跳無(wú)線通 訊協(xié)議將檢測(cè)到的數(shù)據(jù)發(fā)送給主節(jié)點(diǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的魚(yú)塘環(huán)境信息檢測(cè)系統(tǒng),其特征在 于所述的子節(jié)點(diǎn)包括微處理器、水溫傳感器、水位傳感器、含氧量傳感器、A/D轉(zhuǎn)換模塊、 無(wú)線傳輸模塊、電源模塊;其中水溫傳感器、水位傳感器和含氧量傳感器分別與A/D轉(zhuǎn)換模 塊相連,微處理器分別與A/D轉(zhuǎn)換模塊與無(wú)線傳輸模塊相連,電源模塊分別對(duì)微處理器、A/ D轉(zhuǎn)換模塊和無(wú)線傳輸模塊供電。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的魚(yú)塘環(huán)境信息檢測(cè)系統(tǒng),其特征在 于所述的主節(jié)點(diǎn)包括微處理器、無(wú)線傳輸模塊、電源模塊、鍵盤(pán)模塊、顯示模塊、報(bào)警裝置; 其中微處理器分別與無(wú)線傳輸模塊、鍵盤(pán)模塊、顯示模塊、報(bào)警裝置相連,電源模塊分別對(duì) 微處理器無(wú)線傳輸模塊供電。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的魚(yú)塘環(huán)境信息檢測(cè)系統(tǒng),其特征在 于所述的微處理器的型號(hào)為AT89C51,水溫傳感器為DS18B20型溫度傳感器,水位傳感器 為FYC-3型浮子式水位傳感器,含氧量傳感器為C0S41覆膜式溶解氧傳感器,A/D轉(zhuǎn)換模塊 采用ADC0809,無(wú)線傳輸模塊采用CC 1000,電源模塊采用鋰離子蓄電池。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的魚(yú)塘環(huán)境信息檢測(cè)系統(tǒng),其特征在 于所述的鍵盤(pán)模塊為4X4矩陣鍵盤(pán),顯示模塊為16X2字符型IXD,報(bào)警裝置采用IC芯 片
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種基于無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的魚(yú)塘環(huán)境信息檢測(cè)系統(tǒng),屬于魚(yú)塘環(huán)境信息檢測(cè)領(lǐng)域。該系統(tǒng)包括若干個(gè)子節(jié)點(diǎn)和一個(gè)主節(jié)點(diǎn)子節(jié)點(diǎn)的水溫傳感器、水位傳感器和含氧量傳感器與A/D轉(zhuǎn)換模塊相連,微處理器分別與A/D轉(zhuǎn)換模塊與無(wú)線傳輸模塊相連,電源模塊分別對(duì)微處理器,A/D轉(zhuǎn)換模塊和無(wú)線傳輸模塊供電;主節(jié)點(diǎn)的微處理器分別與無(wú)線傳輸模塊、鍵盤(pán)模塊、顯示模塊及報(bào)警裝置相連,電源模塊分別對(duì)微處理器和無(wú)線傳輸模塊供電。子節(jié)點(diǎn)將檢測(cè)到的水溫、水位、含氧量信息通過(guò)無(wú)線傳輸協(xié)議發(fā)送給主節(jié)點(diǎn),主節(jié)點(diǎn)將收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示并判斷是否需要啟動(dòng)報(bào)警裝置。本實(shí)用新型具有避免布線、實(shí)時(shí)顯示數(shù)據(jù)、節(jié)省成本的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01K7/00GK201821510SQ20102050877
公開(kāi)日2011年5月4日 申請(qǐng)日期2010年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月26日
發(fā)明者劉娜, 周星宇, 李中兵 申請(qǐng)人:劉娜, 周星宇, 李中兵
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