基于ZigBee的水環(huán)境水位無線監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于智能監(jiān)控技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及基于ZigBee的水環(huán)境水位無線監(jiān)控系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)代化水產(chǎn)養(yǎng)殖場(chǎng)中，為了提高水產(chǎn)養(yǎng)殖的自動(dòng)化和智能化程度，對(duì)養(yǎng)殖水體進(jìn)行溫度、溶解氧、透明度、鹽度及pH等參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)測(cè)和控制是十分必要的。目前國(guó)內(nèi)外一些研究機(jī)構(gòu)己經(jīng)開始將無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用到水產(chǎn)養(yǎng)殖領(lǐng)域，包括:應(yīng)用多參數(shù)水質(zhì)傳感器、ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)創(chuàng)建水產(chǎn)養(yǎng)殖水質(zhì)測(cè)試和調(diào)控的集成系統(tǒng)；將ZigBee技術(shù)同GPRS通訊相結(jié)合；采用總線化技術(shù)和GPRS通訊技術(shù)；將無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用到水產(chǎn)養(yǎng)殖的水質(zhì)監(jiān)測(cè)中為了進(jìn)一步提高水產(chǎn)養(yǎng)殖遠(yuǎn)程在線監(jiān)控系統(tǒng)的可靠性、抗干擾性和靈活性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種基于ZigBee的水環(huán)境水位無線監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用利用無線通信技術(shù)構(gòu)建無線網(wǎng)絡(luò)，無需布設(shè)任何線路，自動(dòng)組網(wǎng)，成本低廉，采集的數(shù)據(jù)可以通過監(jiān)控畫面實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，有效實(shí)現(xiàn)對(duì)水產(chǎn)養(yǎng)殖水環(huán)境的水位檢測(cè)。
[0004]為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:基于ZigBee的水環(huán)境水位無線監(jiān)控系統(tǒng)，包括傳感器節(jié)點(diǎn)，Zigbee無線收發(fā)模塊、上位機(jī)、液晶顯示和電源模塊，所述傳感器節(jié)點(diǎn)與Zigbee無線收發(fā)模塊通信，所述Zigbee無線收發(fā)模塊分別與上位機(jī)和液晶顯示相連；所述傳感器節(jié)點(diǎn)包括水位傳感器、水位調(diào)理電路和Zigbee無線收發(fā)模塊，所述水位傳感器和水位調(diào)理電路相連，所述水位調(diào)理電路和Zigbee無線收發(fā)模塊相連；所述電源模塊分別為傳感器節(jié)點(diǎn)、Zigbee無線收發(fā)模塊和液晶顯示供電。
[0005]優(yōu)選地，所述水位傳感器采的型號(hào)為HM21。
[0006]優(yōu)選地，所述Zigbee模塊的型號(hào)為CC2430。
[0007]優(yōu)選地，所述微控制器通過RS232和上位機(jī)相連。
[0008]優(yōu)選地，所述微控制器通過CAN總線和上位機(jī)相連。
[0009]優(yōu)選地，所述液晶顯不米用IXD液晶顯不屏。
[0010]本發(fā)明的基于ZigBee的水環(huán)境水位無線監(jiān)控系統(tǒng)可對(duì)水產(chǎn)養(yǎng)殖水環(huán)境的水位進(jìn)行24h連續(xù)監(jiān)測(cè)。由于系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，即使業(yè)主或監(jiān)測(cè)人員不在監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)，也可以全面了解水環(huán)境的水位狀況。本發(fā)明將無線技術(shù)應(yīng)用在智能水產(chǎn)養(yǎng)殖系統(tǒng)中，可以實(shí)現(xiàn)參數(shù)的自動(dòng)采集、無線傳輸和實(shí)時(shí)處理，而且不受地域、時(shí)域的限制，在工廠化水產(chǎn)養(yǎng)殖生產(chǎn)中具有一定的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。
【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合實(shí)施例來對(duì)本發(fā)明的內(nèi)容詳細(xì)敘述。
[0013]基于ZigBee的水環(huán)境水位無線監(jiān)控系統(tǒng)，包括傳感器節(jié)點(diǎn)，Zigbee無線收發(fā)模塊、上位機(jī)、液晶顯示和電源模塊，所述傳感器節(jié)點(diǎn)與Zigbee無線收發(fā)模塊通信，所述Zigbee無線收發(fā)模塊分別與上位機(jī)和液晶顯示相連；所述傳感器節(jié)點(diǎn)包括水位傳感器、水位調(diào)理電路和Zigbee無線收發(fā)模塊，所述水位傳感器和水位調(diào)理電路相連，所述水位調(diào)理電路和Zigbee無線收發(fā)模塊相連；所述電源模塊分別為傳感器節(jié)點(diǎn)、Zigbee無線收發(fā)模塊和液晶顯不供電。
[0014]所述水位傳感器采的型號(hào)為HM21。
[0015]所述Zigbee模塊的型號(hào)為CC2430。
[0016]所述微控制器通過RS232和上位機(jī)相連。
[0017]所述微控制器通過CAN總線和上位機(jī)相連。
[0018]所述液晶顯不米用LCD液晶顯不屏。
[0019]ZigBee技術(shù)是一種具有低速率、近距離、低功耗、低復(fù)雜度、低成本、通信可靠、網(wǎng)絡(luò)容量大等特點(diǎn)的無線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，是針對(duì)小型設(shè)備的無線聯(lián)網(wǎng)和控制而制定的協(xié)議規(guī)范，擁有一套非常完整的協(xié)議層次結(jié)構(gòu)，由IEEE 802.15.4和ZigBee聯(lián)盟共同制定完成。它工作于免付費(fèi)和免申請(qǐng)的2.4GHz ISM頻段，具有電池壽命長(zhǎng)、應(yīng)用簡(jiǎn)單、可靠性高、組網(wǎng)能力強(qiáng)等特點(diǎn)?；赯igBee的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)通常由協(xié)調(diào)器、路由器和終端設(shè)備3種節(jié)點(diǎn)設(shè)備組成。網(wǎng)絡(luò)中只有一個(gè)節(jié)點(diǎn)作為協(xié)調(diào)器，負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)的組織和維護(hù)，其他節(jié)點(diǎn)可作為路由器和終端設(shè)備。路由器負(fù)責(zé)網(wǎng)內(nèi)信息的路由，終端設(shè)備是實(shí)現(xiàn)傳感功能的節(jié)點(diǎn)，其中協(xié)調(diào)器和路由器還具有允許設(shè)備加入或離開網(wǎng)絡(luò)的功能。ZigBee網(wǎng)絡(luò)支持3種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu):星型網(wǎng)(star)、樹型網(wǎng)(tree)和網(wǎng)狀網(wǎng)(mesh)，可根據(jù)實(shí)際應(yīng)用選擇不同的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
[0020]本發(fā)明中選用了 Chipcon公司最新推出的符合IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的S0C系統(tǒng)芯片CC2430它結(jié)合了一個(gè)高性能射頻收發(fā)器核心CC2420和一顆工業(yè)級(jí)小巧高效的8051控制器。該監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)由若干協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)、若干傳感器節(jié)點(diǎn)、若干控制節(jié)點(diǎn)和一個(gè)監(jiān)控中心組成。協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)和覆蓋范圍內(nèi)的傳感器節(jié)點(diǎn)采用能量消耗最低的星形網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。其中，協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)是傳感器節(jié)點(diǎn)、控制節(jié)點(diǎn)與監(jiān)控中心之間連接的橋梁，所有采集數(shù)據(jù)均通過協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)發(fā)送到監(jiān)控中心，而控制指令則由監(jiān)控中心發(fā)出后，通過協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)發(fā)送給控制節(jié)點(diǎn)，驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行控制任務(wù)。
[0021]在該無線監(jiān)控系統(tǒng)中，傳感器節(jié)點(diǎn)將采集到的水環(huán)境參數(shù)模擬信號(hào)送到的CC2430的微控制器部分進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換(C C2430具有8路輸入8_14位ADC)，轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)再經(jīng)過計(jì)算處理，得到實(shí)際參數(shù)值，通過CC2430的無線射頻部分發(fā)送出去。協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)的無線收發(fā)部分接收到數(shù)據(jù)后送到液晶顯示0XD)和上位機(jī)監(jiān)控軟件顯示。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.基于ZigBee的水環(huán)境水位無線監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:包括傳感器節(jié)點(diǎn)，Zigbee無線收發(fā)模塊、上位機(jī)、液晶顯示和電源模塊，所述傳感器節(jié)點(diǎn)與Zigbee無線收發(fā)模塊通信，所述Zigbee無線收發(fā)模塊分別與上位機(jī)和液晶顯示相連；所述傳感器節(jié)點(diǎn)包括水位傳感器、水位調(diào)理電路和Zigbee無線收發(fā)模塊，所述水位傳感器和水位調(diào)理電路相連，所述水位調(diào)理電路和Zigbee無線收發(fā)模塊相連；所述電源模塊分別為傳感器節(jié)點(diǎn)、Zigbee無線收發(fā)模塊和液晶顯示供電。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于ZigBee的水環(huán)境水位無線監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述水位傳感器采的型號(hào)為HM21。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于ZigBee的水環(huán)境水位無線監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述Zigbee模塊的型號(hào)為CC2430。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于ZigBee的水環(huán)境水位無線監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述微控制器通過RS232和上位機(jī)相連。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于ZigBee的水環(huán)境水位無線監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述微控制器通過CAN總線和上位機(jī)相連。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于ZigBee的水環(huán)境水位無線監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述液晶顯不米用IXD液晶顯不屏。
【專利摘要】本發(fā)明屬于智能監(jiān)控技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及基于ZigBee的水環(huán)境水位無線監(jiān)控系統(tǒng)，包括傳感器節(jié)點(diǎn)，Zigbee無線收發(fā)模塊、上位機(jī)、液晶顯示和電源模塊，所述傳感器節(jié)點(diǎn)與Zigbee無線收發(fā)模塊通信，所述Zigbee無線收發(fā)模塊分別與上位機(jī)和液晶顯示相連；所述傳感器節(jié)點(diǎn)包括水位傳感器、水位調(diào)理電路和Zigbee無線收發(fā)模塊，所述水位傳感器和水位調(diào)理電路相連，所述水位調(diào)理電路和Zigbee無線收發(fā)模塊相連；所述電源模塊分別為傳感器節(jié)點(diǎn)、Zigbee無線收發(fā)模塊和液晶顯示供電。本發(fā)明將無線技術(shù)應(yīng)用在智能水產(chǎn)養(yǎng)殖系統(tǒng)中，可以實(shí)現(xiàn)參數(shù)的自動(dòng)采集、無線傳輸和實(shí)時(shí)處理，而且不受地域、時(shí)域的限制，在工廠化水產(chǎn)養(yǎng)殖生產(chǎn)中具有一定的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
【IPC分類】H04W84/18, G01F23/00, H04L29/08
【公開號(hào)】CN105403281
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201511029933
【發(fā)明人】周德志
【申請(qǐng)人】周德志
【公開日】2016年3月16日
【申請(qǐng)日】2015年12月31日