[发明专利]一种水产品养殖水质无线监测系统及方法

权利要求书

1.一种养殖水质无线监测系统，其特征在于，包括养殖水质无 线采集装置、数据存储模块、供电模块和浮漂；

所述养殖水质无线采集装置包括传感器组、微处理器和无线通信 模块；所述传感器组由pH传感器、DO传感器、温度传感器、EC传 感器和水位传感器组成，用于采集相应的水质数据；所述微处理器用 于处理所述传感器采集的数据和根据DO传感器采集的DO数据进行 DO的预测，并在出现警情时，发出预警信息；所述无线通信模块用 于将微处理器处理后的数据发送到数据监测中心；

所述数据存储模块用于存储微处理器处理后的数据；

所述供电模块主要由太阳能电池板、充电控制模块和蓄电池组 成；其中所述充电控制模块用于将太阳能电池板吸收的太阳能转化为 电能，并储存在蓄电池中；所述蓄电池为所述系统提供电能；

所述充电控制模块、蓄电池、微处理器、无线通信模块和数据存 储模块安装在密封的电路盒内，其中所述微处理器、无线通信模块和 数据存储模块集成在主电路板上；所述电路盒固定在浮漂上，太阳能 电池板固定在电路盒的顶部；所述传感器组通过信号线悬于浮漂下 方。

2.根据权利要求1所述的养殖水质无线监测系统，其特征在于， 所述无线通信模块中包含GPRS模块。

3.根据权利要求1所述的养殖水质无线监测系统，其特征在于， 所述浮漂由泡沫材料构成，呈圆盘形。

4.根据权利要求3所述的养殖水质无线监测系统，其特征在于， 所述无线监测系统具有在线和休眠两种工作状态。

5.根据权利要求4所述的养殖水质无线监测系统，其特征在于， 所述充电控制模块的输入端与太阳能电池板相连接，输出端与蓄电池 相连接；所述蓄电池与微处理器的电源输入端相连；所述微处理器的 电源输出端通过信号线分别与充电控制模块、传感器、无线通信模块 及数据存储模块相连。

6.一种养殖水质无线监测方法，其特征在于，该方法包括如下 步骤：

1)用pH传感器、DO传感器、温度传感器、EC传感器和水位 传感器分别采集水质的pH、DO、温度、EC和水位数据，通过信号 线将所述数据发送到微处理器；其中，所述pH传感器、DO传感器、 温度传感器、EC传感器和水位传感器通过信号线悬于浮漂下方；

2)用微处理器处理传感器采集的pH、DO、温度、EC和水位数 据；

3)根据DO传感器采集的DO数据，利用微处理器对DO进行 预警，获得预警信息；

4)将步骤2)微处理器处理后的数据和步骤3)获得的预警信息 存储到数据存储模块；

5)通过GPRS模块将存储的数据发送到数据监测中心；

6)通过GPRS模块发送预警信息；

其中，步骤3)所述预警包括如下步骤：

S11、根据养殖品种对DO的要求设定DO状态区间、预警警度 和预警规则，并与自回归数学模型一起预先集成在微处理器中；其中， 所述预警警度分为无警、轻警、中警、重警四级，所述预警规则是根 据不同DO状态区间及其持续的时间来确定预警警度；

S12、从数据存储模块调取由DO传感器采集的DO数据，作为 DO历史数据；

S13、根据存储的DO历史数据，采用自回归法对水质的DO进 行计算，得到DO的预测值；

S14、将DO的预测值与DO状态区间的阈值进行比较，利用预 警规则，确定预警警度，通过GPRS模块以手机短信的形式向管理者 发出DO预警信息。

7.根据权利要求6所述的养殖水质无线监测方法，其特征在于， 步骤S13所述自回归法包括如下步骤：

S21、将DO的历史检测时间构成时间序列模型，应用AIC准则 对DO时间序列模型的1-10阶数进行分析，比较不同阶数模型的AIC 准则函数，确定所述模型的阶数；

S22、采用最小二乘法对参数进行估计，建立自回归模型；

S23、将DO的历史数据输入步骤S22中建立的所述自回归模型， 计算DO的预测值。