一种基于物联网水产养殖在线实时监控系统的制作方法

1.本发明属于物联网水产养殖技术领域，具体涉及一种基于物联网水产养殖在线实时监控系统。


背景技术：

2.物联网水产养殖是基于智能传感、无线传感网、通信、智能处理与智能控制等物联网技术开发的，实现了养殖过程的实时在线监测和精准调控，大大提升了养殖场的信息化、自动化和智能化水平，提高了资源利用率和管理效率，并且提高了水产养殖的产量。
3.目前，专利号为cn201710321087.6的发明专利公开了一种水产养殖监控系统，所述水产养殖监控系统包括：在水产养殖区域中的水面上巡航的用于采集多个预定区域的水质参数的至少一个水质参数采集设备。其中，不同预定区域对应不同养殖水产品种；分别设置在每个预定区域中用于对预定区域进行增氧的增氧控制设备；分别与所述水质参数采集设备和所述增氧控制设备通信连接，用于发送控制指令的监控中心。其中，所述控制指令包括用于控制所述水质参数采集设备进行区域巡航的第一控制指令，以及用于根据预定区域的水质参数生成用于控制该预定区域对应的增氧控制设备的工作状态的第二控制指令，所述监控中心包括现场监控中心和远程监控中心。其采用的是不同预定区域对应不同养殖水产品种，实现水质参数的自动调节，但该系统对水质检测的指标较少，水质得不到保障，影响养殖水域内水产品的正常生长，因此会降低水产养殖的产量，不能最大化的保证养殖效率。
4.因此，针对上述水质会降低养殖产量的问题，亟需得到解决，以改善监控系统的使用场景。


技术实现要素：

5.（1）要解决的技术问题针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于物联网水产养殖在线实时监控系统，该监控系统旨在解决现有技术下对水质检测的指标较少，水质得不到保障，影响养殖水域内水产品的正常生长，因此会降低水产养殖的产量，不能最大化的保证养殖效率的技术问题。
6.（2）技术方案为了解决上述技术问题，本发明提供了这样一种基于物联网水产养殖在线实时监控系统，该监控系统包括数据采集设备端和与数据采集设备端部署在同一网络下的监控平台；其中，所述数据采集设备端包括用于采集养殖水域内的各项数据，并将采集到的数据上传至监控平台，所述数据采集设备端包括用于测量养殖水域内氧气溶解量的溶氧传感器、用于测量养殖水域内实时水位数据的水位传感器、用于测量养殖水域内实时温度数据温度传感器、用于检测养殖水域内水质ph值的水质ph传感器、用于检测养殖水域内氨氮数据的
氨氮传感器、用于检测养殖水域内亚硝酸盐数据的亚硝酸盐传感器，所述溶氧传感器、水位传感器、温度传感器、水质ph传感器、氨氮传感器和亚硝酸盐传感器通过wifi将采集到的数据传送至监控平台；所述监控平台包括登录模块、数据传输模块、数据处理模块、数据智能监控模块、警示发送模块、数据存储模块和设置模块，所述登录模块的登录条件包括：账号和密码，所述数据传输模块用于接收数据采集设备端采集到的数据，所述数据传输模块包括第一lc滤波器、第二lc滤波器、低噪声放大器、混频器、中频滤波器、限幅器、数字滤波器和数据限制器，所述数据处理模块内包括模数转换单元和数据整理单元，所述模数转换单元用于将模拟信号转化为数字信号，所述模数转换单元包括顺序脉冲发生器、逐次逼近寄存器、d/a转换器和电压比较器，所述数据整理单元内预装有加权平滑算法，其算法为x=*（1-a） z*a，所述数据智能监控模块内设置有预警算法：用水位值x、溶氧值r、温度值w和ph值ph，分别与对应的阈值进行比较，若≤x≤，则判定为水位正常，若否，则水位值异常；若≤r≤，则判定为溶氧正常，若否，则溶氧值异常；若≤w≤，则判定为温度正常，若否，则温度值异常；若≤ph≤，则判定为ph正常，若否，则ph值异常；若≤ph≤，则判定为氨氮正常，若否，则氨氮值异常；若≤ph≤，则判定为亚硝酸盐正常，若否，则亚硝酸盐值异常；所述警示发送模块根据数据智能监控模块的结果发送向警示信息接收人的手机发送相应的警示信息，所述数据存储模块用于存储水位、溶氧、温度、ph、氨氮和亚硝酸盐数据，所述设置模块包括新增单元和参数设置单元，所述参数设置单元设置的项目包括警示信息接收人、采样频率和预警阈值，其中采样频率包括水位采样频率、溶氧采样频率、温度采样频率、ph采样频率、氨氮采样频率和亚硝酸盐采样频率，其中预警阈值包括水位权值、溶氧权值、温度权值、ph权值、水位上限值、水位下限值、溶氧上限值、溶氧下限值、温度上限值、温度下限值、ph上限值、ph下限值、氨氮上限值、氨氮上限值、亚硝酸盐上限值和亚硝酸盐下限值。
7.优选地，所述登录模块内预设有登录失败弹窗，其内容为：账号或密码错误，请重试，所述登录失败弹窗的展示时间为1s。
8.优选地，所述模数转换单元将模拟量转化为数字量的具体过程为：1）首先逐次逼近寄存器清零；2）顺序脉冲发生器将逐次逼近寄存器最高位置成1，使输出数字为100、99、98、
…
、0；3）输入模拟量转换成相应的模拟电压，送到电压比较器中与进行比较，若，将最高位的1清除，若，保留最高位的1；4）将次高位置成1，重复步骤3），判断次高位的1是否保留；5）重复步骤4）依次比较下去，一直到最低位为止，最后逐次逼近寄存器中的状态就是所要求的数字量输出。
9.优选地，所述数据整理单元中x为新值，为旧值，z为最新数据，a为水位、溶氧、温度、ph、氨氮和亚硝酸盐设置的对应的权重。
10.优选地，所述警示信息设置有12个，警示信息的内容分别为：水位值过高，请处理；水位值过低，请处理；溶氧值过高，请处理；溶氧值过低，请处理；温度值过高，请处理；温度
值过低，请处理；ph值过高，请处理；ph值过低，请处理；氨氮值过高，请处理；氨氮值过低，请处理；亚硝酸盐值过高，请处理；亚硝酸盐值过低，请处理。
11.优选地，所述数据传输模块的工作流程为：信号通过天线接收到以后，通过第一lc滤波器进入低噪声放大器，把微弱的信号放大，通过第二lc滤波器进行滤波，然后进入混频器进行混频，混频后的型号通过中频滤波器进入限幅器，再经过数据滤波器和数据限制器作进一步的解码处理。
12.优选地，所述新增单元填写的内容包括必填项和非必填项，其中必填项包括账号、密码、手机号和性别，其中非必填项包括姓名、年龄和家庭住址。
13.优选地，所述采样频率，其中指需要分析的最高频率，包括水位最高分析频率、溶氧最高分析频率、温度最高分析频率、ph最高分析频率、氨氮最高分析频率和亚硝酸盐最高分析频率。
14.（3）有益效果与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明的监控系统利用数据采集设备端采用养殖水域内的水位、溶氧、温度、ph、氨氮和亚硝酸钠数据，从而保证养殖水域内水质更适合水产品的生长，从而提高养殖的产量，通过数据智能监控模块判断水位、溶氧、温度、ph、氨氮和亚硝酸钠数值是否在标准范围内，在水质异常时，及时向用户发送警示信息，从而便于及时进行相应的调节，从而使养殖水域更加适合水产品的生长。
附图说明
15.图1为本发明监控系统一种具体实施方式的整体框架结构示意图；图2为本发明监控系统一种具体实施方式中数据传输模块框架结构示意图；图3为本发明监控系统一种具体实施方式中数据处理模块框架结构示意图；图4为本发明监控系统一种具体实施方式中设置模块框架结构示意图。
具体实施方式
16.实施例1本具体实施方式是基于物联网水产养殖在线实时监控系统，其整体框架结构示意图如图1所示，其数据传输模块框架结构示意图如图2所示，该监控系统包括数据采集设备端和与数据采集设备端部署在同一网络下的监控平台；数据采集设备端包括用于采集养殖水域内的各项数据，并将采集到的数据上传至监控平台，数据采集设备端包括用于测量养殖水域内氧气溶解量的溶氧传感器、用于测量养殖水域内实时水位数据的水位传感器、用于测量养殖水域内实时温度数据温度传感器、用于检测养殖水域内水质ph值的水质ph传感器、用于检测养殖水域内氨氮数据的氨氮传感器、用于检测养殖水域内亚硝酸盐数据的亚硝酸盐传感器，溶氧传感器、水位传感器、温度传感器、水质ph传感器、氨氮传感器和亚硝酸盐传感器通过wifi将采集到的数据传送至监控平台；监控平台包括登录模块、数据传输模块、数据处理模块、数据智能监控模块、警示发送模块、数据存储模块和设置模块，登录模块的登录条件包括：账号和密码，数据传输模
块用于接收数据采集设备端采集到的数据，数据传输模块包括第一lc滤波器、第二lc滤波器、低噪声放大器、混频器、中频滤波器、限幅器、数字滤波器和数据限制器，数据处理模块内包括模数转换单元和数据整理单元，模数转换单元用于将模拟信号转化为数字信号，模数转换单元包括顺序脉冲发生器、逐次逼近寄存器、d/a转换器和电压比较器，数据整理单元内预装有加权平滑算法，其算法为x=*（1-a） z*a，数据智能监控模块内设置有预警算法：用水位值x、溶氧值r、温度值w和ph值ph，分别与对应的阈值进行比较，若≤x≤，则判定为水位正常，若否，则水位值异常；若≤r≤，则判定为溶氧正常，若否，则溶氧值异常；若≤w≤，则判定为温度正常，若否，则温度值异常；若≤ph≤，则判定为ph正常，若否，则ph值异常；若≤ph≤，则判定为氨氮正常，若否，则氨氮值异常；若≤ph≤，则判定为亚硝酸盐正常，若否，则亚硝酸盐值异常；警示发送模块根据数据智能监控模块的结果发送向警示信息接收人的手机发送相应的警示信息，数据存储模块用于存储水位、溶氧、温度、ph、氨氮和亚硝酸盐数据，设置模块包括新增单元和参数设置单元，参数设置单元设置的项目包括警示信息接收人、采样频率和预警阈值，其中采样频率包括水位采样频率、溶氧采样频率、温度采样频率、ph采样频率、氨氮采样频率和亚硝酸盐采样频率，其中预警阈值包括水位权值、溶氧权值、温度权值、ph权值、水位上限值、水位下限值、溶氧上限值、溶氧下限值、温度上限值、温度下限值、ph上限值、ph下限值、氨氮上限值、氨氮上限值、亚硝酸盐上限值和亚硝酸盐下限值。
17.其中，登录模块内预设有登录失败弹窗，其内容为：账号或密码错误，请重试，登录失败弹窗的展示时间为1s，模数转换单元将模拟量转化为数字量的具体过程为：1）首先逐次逼近寄存器清零；2）顺序脉冲发生器将逐次逼近寄存器最高位置成1，使输出数字为100、99、98、
…
、0；3）输入模拟量转换成相应的模拟电压，送到电压比较器中与进行比较，若，将最高位的1清除，若，保留最高位的1；4）将次高位置成1，重复步骤3），判断次高位的1是否保留；5）重复步骤4）依次比较下去，一直到最低位为止，最后逐次逼近寄存器中的状态就是所要求的数字量输出。
18.同时，数据整理单元中x为新值，为旧值，z为最新数据，a为水位、溶氧、温度、ph、氨氮、亚硝酸盐设置的对应的权重，警示信息设置有12个，警示信息的内容分别为：水位值过高，请处理；水位值过低，请处理；溶氧值过高，请处理；溶氧值过低，请处理；温度值过高，请处理；温度值过低，请处理；ph值过高，请处理；ph值过低，请处理；氨氮值过高，请处理；氨氮值过低，请处理；亚硝酸盐值过高，请处理；亚硝酸盐值过低，请处理。
19.另外，数据传输模块的工作流程为：信号通过天线接收到以后，通过第一lc滤波器进入低噪声放大器，把微弱的信号放大，通过第二lc滤波器进行滤波，然后进入混频器进行混频，混频后的型号通过中频滤波器进入限幅器，再经过数据滤波器和数据限制器作进一步的解码处理，新增单元填写的内容包括必填项和非必填项，其中必填项包括账号、密码、
手机号和性别，其中非必填项包括姓名、年龄和家庭住址。
20.此外，采样频率，其中指需要分析的最高频率，包括水位最高分析频率、溶氧最高分析频率、温度最高分析频率、ph最高分析频率、氨氮最高分析频率和亚硝酸盐最高分析频率。
21.该监控系统中数据处理模块框架结构示意图如图3所示，其设置模块框架结构示意图如图4所示。
22.使用本技术方案的监控系统时，设定相应的水位采样频率、溶氧采样频率、温度采样频率、ph采样频率、氨氮、亚硝酸盐，其中预警阈值包括水位权值、溶氧权值、温度权值、ph权值、水位上限值、水位下限值、溶氧上限值、溶氧下限值、温度上限值、温度下限值、ph上限值、ph下限值、氨氮上限值、氨氮上限值、亚硝酸盐上限值和亚硝酸盐下限值，溶氧传感器、水位传感器、温度传感器、水质ph传感器、氨氮传感器和亚硝酸盐传感器，采集养殖水域内的溶氧、水位、温度、ph、氨氮和亚硝酸盐数据并通过wifi将采集到的数据传送至监控平台，数据传输模块的信号通过天线接收到以后，通过第一lc滤波器进入低噪声放大器，把微弱的信号放大，通过第二lc滤波器进行滤波，然后进入混频器进行混频，混频后的型号通过中频滤波器进入限幅器，再经过数据滤波器和数据限制器作进一步的解码处理，模数转换单元将模拟量转化为数字量的具体过程为：1）首先逐次逼近寄存器清零；2）顺序脉冲发生器将逐次逼近寄存器最高位置成1，使输出数字为100、99、98、
…
、0；3）输入模拟量转换成相应的模拟电压，送到电压比较器中与进行比较，若，将最高位的1清除，若，保留最高位的1；4）将次高位置成1，重复步骤3），判断次高位的1是否保留；5）重复步骤4）依次比较下去，一直到最低位为止，最后逐次逼近寄存器中的状态就是所要求的数字量输出，通过加权平滑算法x=*（1-a） z*a，对传感器数据进行整理，数据智能监控模块内设置有预警算法：用水位值x、溶氧值r、温度值w和ph值ph，分别与对应的阈值进行比较，若≤x≤，则判定为水位正常，若否，则水位值异常；若≤r≤，则判定为溶氧正常，若否，则溶氧值异常；若≤w≤，则判定为温度正常，若否，则温度值异常；若≤ph≤，则判定为ph正常，若否，则ph值异常；若≤ph≤，则判定为氨氮正常，若否，则氨氮值异常；若≤ph≤，则判定为亚硝酸盐正常，若否，则亚硝酸盐值异常；警示发送模块根据数据智能监控模块的结果发送向警示信息接收人的手机发送相应的警示信息，水位、溶氧、温度、ph、氨氮和亚硝酸盐数据存在数据存储模块内。