[发明专利]水产养殖多功能测控无线网络系统

说明书

本发明涉及一种水产养殖的测控设备。

水产养殖的关键是监测与控制其养殖环境条件，例如水温、水深、盐度、溶解氧、PH值、透明度等等因素的变化。

本发明的目的在于提供一种多功能的测控水产养殖环境条件的无线网络系统。

本发明包括主机与终端装置。主机包括微型计算机和输入输出设备、接口、调制解调器和收发讯机等。微机的输入、输出设备通过接口与微机连接，微机通过通讯接口与调制解调器连接，调制解调器与收发讯机连接。

终端装置包括密封浮箱、拉杆、联结体、平衡重物、传感器保护外罩、传感器、电子线路与传输电缆。密封浮箱的箱体放置终端装置的电子线路，其底座中心固定盐度比重传感器，且底座上设有贯通的电缆孔，密封浮箱的外壳上部设有固定拉杆一端的固定物，密封浮箱使终端装置具有稳定而平衡的浮力。拉杆为多节可伸缩结构（类似于拉杆天线）。联结体的上部为一圆盘体，圆盘体中心下方有一连接管，连接管的下方设一罩体;圆盘体的底部用于安装传感器，圆盘体的外周设有固定拉杆另一端的固定物，连接管中可放置盐度比重传感器，罩体里放置平衡重物。传感器保护外罩的上开口与联结体的圆盘体套合。多节可伸缩拉杆可保证当拉伸拉杆时，密封浮箱与联结体拉开一定的距离，以便调整监测某一水深的参数。联结体的圆盘体也是安装传感器的底座，也是传感器电缆与密封浮箱内电子线路电缆连接的过渡体。所说的电子线路包括多路模拟开关、放大器、A/D转换器、单片微型机、固态继电器、显示器、调制解调器和收发讯机等部分。传感器的输出经多路模拟开关送放大器，放大器的输出接A/D转换器，A/D转换器的输出与单片微型机连接，单片微型机的输出端分别与显示器、固态继电器和调制解调器的调制信号输入端连接，单片微型机还与调制解调器的解调信号输出端连接，调制解调器再与收发讯机连接。

主机负责遥测终端的数据，例如水的溶解氧、深度、盐度、温度、透明度……，并将取得的这些数据进行分析、处理、显示和打印，若有超出基准线，则发出声音报警，并及时发出控制命令进行处理和修改给定的参数。

终端负责采集（定时或实时）水中的有关数据，并与主机送来的参数进行比较，及时输出数据进行控制，若发现超出给定参数的范围，便发出声、光报警信号。每次测得的数据都将送往主机。

主机终端的联系是通过双方的收发讯机进行无线通讯来达到。主机输出的命令和遥测得到的数据是由通讯接口芯片来完成的。例如8251可编程通讯接口既是一种通用导步收发器（VART），也是一种通用同步收发器（VSRT），它可根据方式指令码的设定传送5-8位数据。时钟速率为通讯波特率的1、16、64倍，可由编程确定。它带有1、1.5、2个停止位，可由编程任选。在非同步方式工作时，波特率为0-9.6K波特。

通讯接口把微机送来的并行信号变成串行信号由发讯口送出，可经光电耦合器传到调制解调器芯片，调制解调器把串行的脉冲信号变成已调制的模拟信号送到收发讯机的输入端，经处理后由天线送出。

终端的收发讯机在没有收到主机的命令时是处于接收状态;当收到主机发来的信号后，首先核对是不是发给该终端的信号，若是，便将命令送往有关部分，然后将采集的数据发送出去。

主机在发送命令后，便转向接收状态，等待接收终端发来的采集数据。收发讯机收到数据是先送到调制解调器，经解调器把模拟信号变成脉冲信号经光电耦合器送到通讯接口芯片，经移位变成并行数据送往主机。

终端的数据采集是由单片微型机的主控器发出命令，选择多路模拟开关的输入通道和启动A/D转换器。现场信号经选通的通道进入放大器再送至A/D转换器的输入端，经A/D转换将现场的模拟信号变换成数字量送往单片微型机主控器处理，一方面送往RAM存贮器存贮起来以便送往主机;另一方面又把这一数据送到显示控制器进行显示，以便现场工作人员观看。采样可定时、顺序进行。采样来的数据不仅要存贮、显示，还要进行比较处理，由接口输出到固态继电器，控制相应的现场设备。

系统所有的程序均采用模块式结构，这为程序的调试和修改带来很大方便。

主机系统用FORBASIC语言和IBM286汇编语言写成，终端系统用MCS-51汇编语言写成，放在EPROM内。

本发明给出能远距离、多功能、多终端监测和控制水产养殖环境因素变化的无线网络系统，便于水产养殖的科学管理，有利于稳产，高产，减少劳动强度，大大提高智能测控能力。

图1为主机框图。

图2为主机电路原理图。

图3为终端装置结构图。

图4为终端装置电子线路框图。