基于ZigBee的水产养殖无线监控系统设计
1.3 水质监测节点硬件结构
水质监测节点由ZigBee模块、溶解氧传感器、pH值传感器、水温传感器、太阳能电池板、铅蓄电池和智能充电器控制器组成。监测系统使用上海顺舟公司的SZ06系列ZigBee模块，该系列模块具有GPIO、A/D、RS232或者RS485通信功能，完全满足系统的设计需要。
根据水产养殖中心的实际情况，水环境监测节点需安装在池塘中央，较难提供电网电源，所以使用太阳能电池板和铅蓄电池组成系统电源。由于水环境监测节点需要24小时监控供电，所以需要容量较大的铅蓄电池提供后备电源。根据该地区的天气情况，水环境监测节点需要铅蓄电池在无充电的情况下，连续工作5到6天。水质监测节点的硬件结构如图3所示。
水质传感器具有标准的4~20 mA电流输出信号。传感器的输出信号经过信号调理之后，由ZigBee模块进行A/D转换，经过处理之后便可计算出传感器输出的实际结果。水质监测节点的工作流程如图4所示。
1.4 增氧机控制节点设计
为了实现增氧机的远程控制，终端节点还具有I/O口输出功能。增氧机控制节点(见图5)通过控制中间继电器来控制交流接触器，启动或关闭增氧机的电感器厂家泵电机。增氧机控制节点具有远程自动控制和现场手动控制两种模式。图5中，SA1旋钮开关作为手动和自动选择开关。SB1和SB2分别为停止和启动按钮，KM1为增氧机交流接触器线圈。若处于手动控制模式下，则可通过SB1和SB2控制增氧机；若处于自动控制模块，则可通过中心计算机广播控制指令远程控制增氧机。
1.5 大气环境和功耗监测设计
由于传统的自动气象站和智能电表都没有无线传输功能，所以需要对气象站和智能电表的输出信号进行转化，进而组成一个传感网络。本项目使用武汉新绿原公司的自动气象站，该气象站提供一个RS232接口，通过ModBus协议指令传输大气温度、大气湿度、风速和风向等参数。自动气象站和智能电表网络结构如图6所示。根据国家相关标准，智能电表提供一个RS485接口，通过ModBus协议传输诸如消耗总电量或当天消耗电量等信息。为了能够有效地统一检测节点的传输信号，该无线传感网为智能电表和自动气象站设计了特殊的终端节点，这些终端节点通过RS232接口或者RS485接口发送Modbus协议命令，把获得的结果保存在指定的内存中，这样监控中心的计算机就可以使用统一的指令访问终端节点。从本质上来说，这种特殊的终端节点起到了RS232与RS485之间桥梁的作用，有了这种转化设备，就能有效地提高传感网络的集成度，方便监控中心计算机访问。
2 监控软件设计
监控软件分为本地客户端和远程服务器端。本地客户端主要负责收集每个传感器的信息，并定时把传感器数据传输给服务器端；服务器端保留所有的历史数据，并对历史数据进行分析整理。养殖中心管理者可以通过互联网访问传感器历史数据库，查看所有监测节点的数据。
2.1 监测软件客户端
监测软件客户端采用Delphi7开发。监控软件客户端包括串口设置、接口设置、数据通信、数据上传和GSM通信5大功能。串口设置功能可以配置与网络协调器相连的串口，例如串口端口号、数据位、停止位和奇偶校验等参数。接口设置功能主要用于设置和查询终端节点的参数，这些参数不但包含ZigBee模块的地址，还包括与之相连传感器的信息。数据通信功能用于启动和停止传感器数据采集，并及时解析采集的数据。数据上传功能负责把传感器的数据传送给远程数据库。GSM功能可以通过手机短信的方式，向养殖管理者发送报警信息，养殖中心管理者还可以通过短信查询各传感节点参数和增氧机的运行状态。平面变压器厂家 | 平面电感厂家
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