[发明专利]一种养殖渔场分布式水质远程监控系统及监控方法

说明书

本发明属于传感技术领域，公开了一种养殖渔场分布式水质远程监控系统及监控方法，养殖渔场分布式水质远程监控系统由水质监控节点，网络控制器和物联网监控平台三个部分组成；水质监控节点，用于通过所述传感器监测水质，根据传感器所测得数值控制增氧机的开关，并通过LoRa通信模块将采集到的数据及执行器状态发送至网络控制器；网络控制器，用于将所有节点数据打包后发送至物联网监控平台；物联网监控平台，用于对传感器的历史数据进行查阅，并远程控制每个节点各个增氧机的工作状态。本发明为用户提供了一种能够实现远距离、长电池寿命、安装简单、成本低廉、扩展性强、安全加密的通信方案，目前可运行于全球免费频段。

技术领域

本发明属于传感技术领域，尤其涉及一种养殖渔场分布式水质远程监控系统及监控方法。

背景技术

目前，我国水产养殖业近年来蓬勃发展，其总产量已经占到世界养殖总产量的70％左右。在渔业养殖中，渔场的水质环境对水生生物的培养具有重要影响。其中，影响水产养殖的水质的关键参数主要有水温、pH、浊度、电导率、溶解氧浓度以及氨氮浓度等数值。

现有水质监测系统按照距离区分，主要可分为采用GSM蜂窝网络或GPRS的远程水质监测系统以及采用ZigBee或WiFi的近场水质监测系统。其中，采用GSM蜂窝网络和GPRS的水质监测系统虽然通信距离远，但是节点能耗较高且需要支付额外的运营商费用；采用ZigBee和WiFi的近场水质监测系统虽然无需支付额外费用，但是通信距离短且易受传输干扰。因此，亟需一种新的养殖渔场分布式水质远程监控系统。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：

(1)现有水质监测系统中，采用GSM蜂窝网络和GPRS的水质监测系统虽然通信距离远，但是节点能耗较高且需要支付额外的运营商费用。

(2)现有水质监测系统中，采用ZigBee和WiFi的近场水质监测系统虽然无需支付额外费用，但是通信距离短且易受传输干扰。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种养殖渔场分布式水质远程监控系统及监控方法，尤其涉及一种基于LPWAN的养殖渔场分布式水质远程监控系统及监控方法。

本发明是这样实现的，一种养殖渔场分布式水质远程监控系统，所述养殖渔场分布式水质远程监控系统由水质监控节点，网络控制器和物联网监控平台三个部分组成。

其中，所述水质监控节点，安装有水温传感器，pH传感器，浊度传感器，电导率传感器，溶解氧浓度传感器及氨氮传感器，用于通过所述传感器检测得到水温、酸碱度值、浊度、电导率、溶解氧浓度及氨氮浓度，并根据传感器所测得数值控制增氧机的开关；同时通过LoRa通信模块将各个传感器采集到的数据及执行器状态发送至网络控制器；

所述网络控制器，用于将所有节点的数据打包后发送至物联网监控平台；

所述物联网监控平台，用于对传感器的历史数据进行查阅，并远程控制每个节点各个增氧机的工作状态。

进一步，所述水质监控节点，包括MCU微控制单元，通讯单元，传感单元，全球定位单元，显示单元和电源管理单元。

其中，所述MCU微控制单元，采用基于Cortex-M3架构的STM32F103RCT6芯片组成，用于采集传感单元的数据，存储及运行程序，执行所接入模块的任务，并进行PID控制算法的运行和协调各个单元之间数据包的传输；

所述传感单元，用于通过水温传感器，pH传感器，浊度传感器，电导率传感器，溶解氧浓度传感器及氨氮传感器监测水质信息，各个传感器通过不同接口与微控制单元进行数据传输，根据所测得的数据分别控制增氧机的运行；