[发明专利]基于物联网的观赏鱼养殖水质监测方法

权利要求书

1.一种基于物联网的观赏鱼养殖水质监测方法，其特征是，包括以下步骤：

(S1)识别观赏鱼类养殖水质主要监测环节，根据观赏鱼类养殖水质对观赏鱼品质的印象，分析并确定观赏鱼类养殖水质感知参数；

(S2)针对观赏鱼类养殖水质感知参数，运用多传感器集成技术，设计并实现多传感器集成数据感知模块；

根据观赏鱼养殖水质感知参数需求分析结果，将多传感器集成模块分为温度传感器模块、溶氧量传感器模块及PH值传感器模块；

(S3)搭建无线传感器网络平台，实现传感器感知数据的采集及数据从下位机到上位机的无线传输，以及数据帧到上位机数据库存储的无缝转化；包括：

S301：无线传感器网络系统采用星形网络拓扑结构；

S302：基于433MHz传输协议的数据采集、发送模块设计与实现；该模块在网络中的作用为采集观赏鱼养殖水质感知参数，并将数据解析、打包并发送至网关模块；

S303：基于433MHz、GPRS传输协议的数据接收、发送模块设计与实现；该模块在网络中的作用为接收传感器节点发送过来的数据上传到PC，并将数据利用GPRS通信方式传送到用户手机客户端；

S304：上位机管理软件设计；

(S4)验证观赏鱼类养殖水质感知参数数据分布，优化多传感器集成模块的空间布置，并实现多传感器集成模块的测试与优化；

将温度传感器模块、溶氧量传感器模块及PH值传感器模块安装在采集板上，采集板一端固定于步进电机上，步进电机活动安装在滑动导轨上，采集板上设置有天线；

S401：根据观赏鱼主要活动水位，利用步进电机将传感器调整到待测水位；传感器节点与电机固定于垂直的滑动导杆上；

S402：验证观赏鱼养殖水域各个参数分布状态，建立养殖水域环境模型，结合实际分析，合理优化养殖水域传感器布局；

S403：合理的根据观赏鱼生活习性对养殖水质感知参数设定相应的上下阈值界限，实现养殖水质感知参数结果超出界限后进行声、光及短信形式进行报警；

(S5)对观赏鱼养殖水质监测方法整体性能进行运行测试，提高系统稳定性和精确性，改善系统性能。

2.如权利要求1所述的基于物联网的观赏鱼养殖水质监测方法，其特征是，所述步骤S1中，观赏鱼类养殖水质感知参数识别过程主要分为以下步骤：

S101：将观赏鱼根据种类分成若干组别，分别根据其习性确定其主要活动水位分布及养殖特性，据不同种类观赏鱼主要活动水位分布及养殖特性，分析观赏鱼养殖水质感知参数需求；

监测环节1：以观赏鱼为研究对象，放养于长方形、四角圆钝的养殖池内，鱼群可在全池均匀分布；不同种类观赏鱼分布水位不同，可肉眼观察鱼群活动分布水位，确定鱼群的生活习惯水位并做好记录，方便传感器布置在鱼群活动水位高度；

监测环节2：咨询相关专家及养殖管理人员，确定观赏鱼对养殖水质感知参数；

S102：确定观赏鱼养殖水质参数。

3.如权利要求2所述的基于物联网的观赏鱼养殖水质监测方法，其特征是，所述水质环境感知参数包括：水温、水溶氧量和水PH值。

4.如权利要求1所述的基于物联网的观赏鱼养殖水质监测方法，其特征是，所述步骤S2中，溶氧量传感器模块的溶解氧传感探头部分是由金电极即阴极和银电极即阳极及氯化钾或氢氧化钾电解液组成，氧通过膜扩散进入电解液与金电极和银电极构成测量回路；当给溶解氧分析仪电极加上0.6～0.8V的极化电压时，氧通过膜扩散，阴极释放电子，阳极接受电子，产生电流，形成电势；整个反应过程为：阳极Ag+Cl→AgCl+2e^-；阴极O₂+2H₂O+4e→4OH^-；集成运算放大器，将输出信号调节为标准的0.4V～3.3V信号，该范围线性对应0～20mg/L的水溶氧浓度。