基于ZigBee和ARM平臺(tái)的水產(chǎn)養(yǎng)殖水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng).pdf

1、保持水體環(huán)境的穩(wěn)定性,即對(duì)養(yǎng)殖水體的水溫、溶氧、酸堿度、鹽度、氧化還原電位、濁度、氨氮、硝酸鹽、業(yè)硝酸鹽等水質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)控和控制,對(duì)水生物生長(zhǎng)和養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)發(fā)展有重大的意義。近年來(lái),我國(guó)水產(chǎn)養(yǎng)殖在養(yǎng)殖品種和產(chǎn)量不斷增加,養(yǎng)殖生產(chǎn)和管理自動(dòng)化技術(shù)的研究和應(yīng)用也受到比較廣泛的重視。傳感技術(shù)、無(wú)線通信技術(shù)以及計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)在水產(chǎn)養(yǎng)殖生產(chǎn)和管理控制等方面的應(yīng)用日益廣泛。養(yǎng)殖方式由粗放型養(yǎng)殖向集約化和工廠化轉(zhuǎn)化,將為計(jì)算機(jī)監(jiān)控技術(shù)在水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的應(yīng)用提

2、供更大的空間。水質(zhì)參數(shù)的自動(dòng)監(jiān)測(cè)將極大的提高水產(chǎn)養(yǎng)殖的生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益,為科學(xué)決策提供依據(jù),并降低工人的勞動(dòng)量。歷史數(shù)據(jù)的保存還可以為今后對(duì)養(yǎng)殖條件進(jìn)行控制以達(dá)到高產(chǎn)的目的提供參考依據(jù)。水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)需要完成數(shù)據(jù)的采集及傳輸,并提供界面,方便查詢,同時(shí)還需要滿足低成本、低能耗的要求。
　　 ZigBee是一種新興的短距離、低速率無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。因其便捷性,ZigBee在工業(yè)控制、無(wú)線定位、家庭網(wǎng)絡(luò)等多個(gè)領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用空間。片上系統(tǒng)

3、CC2430包含了一個(gè)增強(qiáng)型8051內(nèi)核和無(wú)線射頻模塊,這種解決方案能夠提高性能并滿足以ZigBee為基礎(chǔ)的低成本、低功耗的要求?；赯igBee的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展為水質(zhì)參數(shù)的傳輸提供了極大的方便性和可行性。嵌入式ARM技術(shù)及嵌入式Linux以其低成本和簡(jiǎn)單性在實(shí)時(shí)監(jiān)控方面也已得到廣泛應(yīng)用。嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)SQLite和嵌入式Web服務(wù)器技術(shù)很好的解決了在嵌入式ARM硬件資源有限條件下數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及遠(yuǎn)程訪問(wèn)的問(wèn)題。
　　 針對(duì)威

4、海水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)水質(zhì)監(jiān)測(cè)手段落后、自動(dòng)化水平低的現(xiàn)狀,本文研究并實(shí)現(xiàn)了基于ZigBee無(wú)線通信協(xié)議和ARM嵌入式平臺(tái)的多點(diǎn)水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng),構(gòu)建了ZigBee采集及轉(zhuǎn)發(fā)模塊、ARM數(shù)據(jù)處理模塊及上位機(jī)人機(jī)交互界面三層架構(gòu)的在線監(jiān)測(cè)框架?？紤]到養(yǎng)殖場(chǎng)水質(zhì)環(huán)境布線不方便,無(wú)線通訊方式成為我們的首選。ZigBee技術(shù)與其他近距離無(wú)線通信方式相比更能滿足小數(shù)據(jù)量、低能耗、低速率的要求,我們選用ZigBee技術(shù)傳輸數(shù)據(jù)。星型網(wǎng)是最簡(jiǎn)單的一種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),

5、組網(wǎng)簡(jiǎn)單、成本低,且ZigBee協(xié)議對(duì)此提供了很好的支持,結(jié)合實(shí)際養(yǎng)殖水體實(shí)際情況,選用星型網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行組網(wǎng)。數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)采集到的數(shù)據(jù)經(jīng)無(wú)線方式傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器,網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器經(jīng)串口協(xié)議將數(shù)據(jù)上報(bào)給ARM處理器。ARM處理器將數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫(kù),并構(gòu)建BOA服務(wù)器,提供基于B/S模式的人機(jī)界面,用戶在Internet上的任何計(jì)算機(jī)上均可登錄網(wǎng)頁(yè)進(jìn)行查詢,實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的監(jiān)控和管理。嵌入式ARM處理器及ZigBee協(xié)調(diào)器連接了數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)及遠(yuǎn)程客戶端的節(jié)點(diǎn)