[实用新型]基于RFID和无线传感网络的水质监测预警系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及RFID技术、无线传感技术的应用领域，具体是指一种基于RFID和无线传感网络的水质监测预警系统。 

背景技术

目前，随着淡水养殖业中网箱养殖和水池养殖模式的日益推广和普及，养殖密度不断提高，饲料的投放、疾病防治、水温、水中溶解氧浓度的检测与控制对提高养殖产量与质量非常重要，其中溶解氧浓度检测与控制成为提高养殖密度和产量的关键。

无线传感器网络与射频识别技术是当今信息领域21世纪最有影响力技术和改变世界核心短距离通信技术。其中，RFID射频识别是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无需人工干预，可工作于各种恶劣环境。RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签，操作快捷方便，它受到国内外研究机构和学者认可，逐步发展成为时下最先进、最具潜力的信息采集技术。所谓传感器网络，可以定义为部署在监控区域内的大量传感器节点所组成的无线网络，该网络能够协作地实时监测、采集和处理节点分布区域内的各种环境或监测对象的信息，并将处理后的数据传送到网络中的特定位置。近年来，已经有越来越多的企业和个人致力于在环境监测（特别是水质监测）系统中应用无线传感器网络的研究。通过在监测区域内部署大量的廉价微型传感器节点，经由无线通信方式形成一个多跳的网络系统，从而实现网络覆盖区域内感知对象信息的采集量化、处理融合和传输应用。但到目前为止，将RFID技术和无线传感技术结合起来应用到水产品养殖环境监测的研究与应用仍是空白。国内目前尚未有发现相关专利和软件著作版权及相关综合技术的公开。 

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种方便、快捷、高效的基于RFID和无线传感网络的水质监测预警系统，能够对水产品养殖水质进行实时监测，具体技术方案如下。

一种基于RFID和无线传感网络的水质监测预警系统，该系统包括：

多个监测节点，用于收集、处理和发送监测到的水质数据以及监测点编号和位置数据；监测节点之间通过ZigBee网络互联；

汇聚节点，用于汇集从监测节点采集到的数据；汇聚节点与监测节点之间通过ZigBee网络互联；

电源系统，用于对监测节点进行供电；

中心控制系统，用于整个水质监测预警系统的控制和管理；汇聚节点与中心控制系统通过Internet的方式连接。

上述基于RFID和无线传感网络的水质监测预警系统中，每个监测节点包括：

射频标签/识别系统，由RFID和RFID阅读器组成，其中RFID存储监测点的信息；RFID阅读器用于读取、修改RFID电子标签的编码信息；

传感器组，用于采集各项水质数据；

处理器，用于收集、处理RFID数据和水质数据以及发出数据采集指令；

无线收发器，用于将收到的水质数据转换成无线信号发送出去以及将收到的采集指令发给所述处理器；

所述射频标签/识别系统和处理器通过RS-232接口连接；所述的传感器组和处理器通过信号线连接，信号线用于传输水质数据和采集指令以及传感器电能的提供。

上述的基于RFID和无线传感网络的水质监测预警系统中，所述传感器组包括pH传感器、温度传感器、DO传感器、重金属电化学传感器和水位传感器。

上述的基于RFID和无线传感网络的水质监测预警系统中，所述无线收发器包括射频系统单芯片和天线。

上述的基于RFID和无线传感网络的水质监测预警系统中，所述电源系统包括电池。

上述的基于RFID和无线传感网络的水质监测预警系统中，所述中心控制系统包括计算机。

上述的基于RFID和无线传感网络的水质监测预警系统中，所述处理器采用TI公司的MSP430F147单片机。

本实用新型与现有技术相比，具有以下的优点及效果：

(1)本系统中的无线传感器网络融合了RFID技术、传感器技术、信息技术和网络通信技术，各传感器分工协作，自主组网，网络拓扑动态变化，具有随机部署、自组织、分布式结构、智能型、健壮性、成本低、环境适应性强等特点。ZigBee是一种新兴的短距离、低成本和低功耗的无线网络技术，相比于WiFi，Bluetooth等无线网络系统，ZigBee协议的复杂度大大降低。基于ZigBee技术的无线传感网络，具有组网简单、费用低、易扩展、性能稳定等优点；

(2)本系统运用RFID技术，可对监测点进行识别，在中心控制系统软件上可看到每个监测点对应的水质数据和运行情况。如果监测点出了问题，可第一时间进行修整；