[发明专利]一种基于GPRS传输的远程监控系统与操作方法

说明书

技术领域

本发明涉及到水质参数的检测技术、通信领域和控制领域，是一种基于GPRS传输的水质参数远程监控系统与操作方法，主要应用于水质参数的监控、水产养殖、生物发酵工程等领域。

技术背景

随着现代科学技术的进步和现代高效农业的不断发展，自动化控制技术和通信技术在农业现代化进程中不可替代的地位和作用越来越被人们所认识。农业自动化能够大大地提高劳动生产率和增加劳动的舒适性和可操作性。农业自动化的应用是信息感知和采集控制的一场革命，有着广泛的应用前景。目前，国外在农业的信息化采集和信息传输方面进行了很多系统研究，实现了对农业生态环境的自动监测，保证农业生态环境的可持续发展，有效地发展了高效农业和智能农业。如：华盛顿州立大学的Andrade Sanchez等人将检测技术和无线传感网络技术应用于葡萄园、果园和田野，并对各种环境下的网络性能做了大量的分析研究。Distal Sun公司开发的自动洒水系统使用无线传感器感应土壤的水分，并在必要时与接收器通信，控制灌溉系统的阀门打开或关闭，从而达到自动节水灌溉的目的。而在水产养殖方面，因其对环境要求特别高，要做到对参数的实时监控分析，虽然国外在监控设备这方面做得非常成功，但是在信息传输上大多以有线方式进行传输，而且整套设备的价格太昂贵。而在国内，对于水产养殖业而言，大部分地区还处于比较落后的状态，水质参数的检测还处于人工取样分析的阶段，这就带来一系列问题，比如：操作不便，费力耗时，精度不高。而在农业系统远程监控及农业信息化研究等方面。在国家发展和改革委员会的支持下，中国科学技术大学、中国科学院计算技术研究所和国家水利部淮河水资源保护局合作设计了无线传感网络精准农业监测系统。该系统在位于蚌埠市的安徽省农业科技示范园区获得初步应用。但是，如何合理利用农业自动化技术和通信技术，建立一个适用于水产养殖领域的远程监控系统，仍然是一个有待于进行深入研究的问题。为此，本系统采用物联网技术，利用GPRS传输技术实现上位机、下位机和手机之间的无线通信，实现对水产养殖的智能化实时监控。经实验证明该系统测量精度高、实时性强、可操作性好，应用前景十分广阔，非常适合水产养殖业者的使用。

发明内容

本发明的目的在于针对目前中国水产养殖业中水质参数监控技术方面的不足，提供了一种基于GPRS传输的水质参数远程监控系统，可在手机和上位机上通过Internet和GPRS无线网络实现水质参数的无线接收和控制命令的无线发送，能够实现对水质参数进行有效实时地监控，并具有成本低、可靠性高、实用性强等特点，而且还避免了有线网络的线路铺设成本高，布线复杂等不利因素。

实现本发明目的的技术方案是：系统包括底层控制模块、传输模块、本地现场监控、远程无线监控和安卓手机客户端。底层控制模块由若干个参数实时监控模块组成，参数实时监控模块中设有水质环境控制模块、水质参数监测模块、信号调理电路和MSP430单片机；传输模块是一个GPRS传输模块；本地现场监控是一块由MSP430单片机控制的液晶显示器；远程无线监控是装有VB语言编写的监控软件的上位机；安卓手机客户端是带有监控软件的手机。水质参数监测模块将所采集的水质参数信号经过调理电路处理后送给MSP430单片机，MSP430单片机通过串口将信号发送至传输模块，传输模块再通过GPRS通信方式传送至上位机，上位机根据接收到的数据进行分析并通过GPRS通信方式向MSP430单片机发送命令，MSP430单片机再控制水质环境控制模块。同时，上位机向安卓手机客户端发送水质参数信号，安卓手机再向上位机发送控制命令，上位机接收到控制命令后通过GPRS通信方式传送至传输模块，传输模块通过串口将控制命令发送至MSP430单片机，MSP430单片机再控制水质环境控制模块。

作为本发明的进一步改进，所述水质参数监控系统执行下列步骤：

A、在装有监控软件的上位机安装一个花生壳软件，注册一个账户，该账户即是绑定该上位机入网时所分配的动态IP的域名；该域名免费注册，可永久使用；

B、所述传输模块需要配置一些重要的指令，如：域名、端口号、波特率等，该域名与步骤A中的绑定上位机入网时所分配的动态IP的域名相同，该端口号和波特率与上位机中的VB监控软件设置的端口号和波特率相同；

C、启动上位机远程无线监控侦听，接收传输模块发来的水质参数；上位机可根据接收到的数据进行分析并向传输模块发送无线控制命令从而控制水质环境控制模块；

D、在上位机显示水质参数以及水质环境控制模块的工作状态，并对数据进行保存；