基於遠距離無線ap的海水養殖現場遠程測控系統的製作方法
2023-10-17 13:51:04 4
專利名稱：基於遠距離無線ap的海水養殖現場遠程測控系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及ー種遠程測控系統，尤其是基於遠距離無線AP的海水養殖現場遠程測控系統，屬於水產養殖設備技術領域。
背景技術：
利用臨海的魚塘、淺海灘涂和離岸深水網箱的養殖是海水養殖的幾種主要形式。目前我國沿海海水養殖已具有相當的規模，養殖區海水的水質(如水溫、溶氧量、PH值、鹽度等)和水文等參數，直接影響著魚和其他海水產品的正常生長；對ー些偏遠的魚塘和遠離海岸的網箱的養殖現場實現遠程測控，既可以對養殖現場堵塞水質環境的參數和養殖設備運行狀態進行實時、連續和精確的檢測及監視，同時又可以實時的自動調控。
0003]海水養殖現場一般遠離海岸，很難在岸上控制室及時獲取這些參數，特別在災害性的氣候條件下，對那些有升降裝置的網箱能夠自動實現遠程升降控制具有重要意義。目前此類數據機操作還是人工進行，因此急需一種網箱養殖遠程測控系統來解決現有問題。
發明內容
本發明的目的是提供ー種基於遠距離無線AP的海水養殖現場遠程測控系統。本發明要解決的問題是現有網箱養殖無法實現遠程測控的不足。為實現本發明的目的，本發明採用的技術方案是
基於遠距離無線AP的海水養殖現場遠程測控系統，包括數據採集模塊、水質傳感器、嵌入式控制器、電氣設備、APl、AP2、AP3、internet網絡、嵌入式web伺服器、遠程用戶，數據採集模塊通過數據線與水質傳感器相連接，嵌入式控制器通過數據線與電氣設備相連接，數據採集模塊和嵌入式控制器通過無線與APl相連接，APl與AP2為有線連接，AP2安裝在海上，AP3安裝在陸地上，AP2與AP3通過無線傳輸，AP3通過internet網絡與嵌入式web伺服器和遠程用戶進行數據交換。水質傳感器採用YSI系列；數據採集模塊採用優龍YLE2440W開發板；嵌入式web伺服器採用Boa，並配有嵌入式資料庫SQLite3。AP1-AP2-AP3的數據傳輸採用UBNT的乙太網寬帶接入原則；AP1採用BLM2模塊與全向天線實現海上網箱養殖區無線覆蓋，APl工作於接入點模式；AP2-AP3採用NSM5模土夾，其中AP2工作於站點模式，AP3工作於接入點模式；AP1-AP2間為有線連接，AP2-AP3為無線網橋，各模塊均支持802. lln，傳送速率150Mbps。數據採集模塊的程序流程為先串ロ初始化為9600bps，8Nl ;然後執行傳感器遠程喚醒；傳感器被喚醒後發回的數據並非所需數據，讀取緩衝區，捨棄並清空；延遲I秒後，繼續發送ー個確認字符，用來表示遠程執行了回車；傳感器發回會話信息，繼續捨棄，井延遲，此時，傳感器的喚醒工作已經完成；接著發送「DATA」向傳感器提出讀取數據請求，延遲10秒後，讀取傳感器回送的採集數據，由於前期的數據讀取存在不穩定性，延遲10秒後捨棄，並連續進行2次捨棄操作；最後，清空所有收發緩衝區，開始正常的數據請求，即發送「DATA」，然後讀取66個字符；每讀取I組字符，直接對其進行修正，插入本節點編號，形成71個字符，然後以TCP協議向APl無線發送。本發明的優點是本測控系統能在岸上監控網箱所處的海水參數，並能遠程操作各類養殖設備，將大大提高養殖質量，減輕養殖人員的工作量，應具有廣泛的市場空間。
圖I是本發明基於遠距離無線AP的海水養殖現場遠程測控系統的示意 圖2本發明數據採集模塊的程序流程圖。
具體實施方式
下面結合附圖及實施例對本發明作進ー步的說明。如圖所示，基於遠距離無線AP的海水養殖現場遠程測控系統，包括數據採集模塊、水質傳感器、嵌入式控制器、電氣設備、API、AP2、AP3、internet網絡、嵌入式web伺服器、遠程用戶，其特徵是數據採集模塊通過數據線與水質傳感器相連接，嵌入式控制器通過數據線與電氣設備相連接，數據採集模塊和嵌入式控制器通過無線與APl相連接，APl與AP2為有線連接，AP2安裝在海上，AP3安裝在陸地上，AP2與AP3通過無線傳輸，AP3通過internet網絡與嵌入式web伺服器和遠程用戶進行數據交換。水質傳感器採用YSI系列，該傳感器可同時測量15項參數溶解氧、溫度、電導率、比電導度、鹽度、氨、銨氮、電阻率、酸鹼度、氧化還原電位、深度或水位、濁度或葉綠素或羅丹明、總溶解固體、硝酸鹽和氯化物；提供標準的SDI-12接ロ，還可以採用RS232接ロ。每個節點設置ー個YSI傳感器，傳感器與節點編號一致，取值範圍O 99。數據採集模塊採用優龍YLE2440W開發板，板上串ロ Pl監聽傳感器數據；USB無線網卡採用COMFAST CF-150NSUSB無線網卡，其使用802. Iln無線技術，無線傳輸速率最高達150Mbps，USB無線網卡將數據發送至APl ;嵌入式web伺服器採用Boa，Boa是ー個非常小巧的Web伺服器，可執行代碼只有約60KB，它是ー個單任務Web伺服器，只能依次完成用戶的請求，而不會fork出新的進程來處理並發連接請求,但Boa支持CGI,能夠為CGI程序fork出ー個進程來執行，Boa的設計目標是速度和安全；嵌入式web伺服器配有嵌入式資料庫 SQLite3。AP1-AP2-AP3的數據傳輸採用UBNT的乙太網寬帶接入原則，APl採用BLM2模塊與全向天線實現海上網箱養殖區無線覆蓋，APl工作於接入點模式；AP2-AP3採用NSM5模土夾，其中AP2工作於站點模式，AP3工作於接入點模式；AP1-AP2間為有線連接，AP2-AP3為無線網橋，各模塊均支持802. lln，傳送速率150Mbps。數據採集模塊的程序流程為先串ロ初始化為9600bps，8Nl ;然後執行傳感器遠程喚醒；傳感器被喚醒後發回的數據並非所需數據，讀取緩衝區，捨棄並清空；延遲I秒後，繼續發送ー個確認字符，用來表示遠程執行了回車；傳感器發回會話信息，繼續捨棄，井延遲，此時，傳感器的喚醒工作已經完成；接著發送「DATA」向傳感器提出讀取數據請求，延遲10秒後，讀取傳感器回送的採集數據，由於前期的數據讀取存在不穩定性，延遲10秒後捨棄，並連續進行2次捨棄操作；最後，清空所有收發緩衝區，開始正常的數據請求，即發送「DATA」，然後讀取66個字符。每讀取I組字符，直接對其進行修正，插入本節點編號，形成71個字符，然後以TCP協議向APl無線發送。本發明的工作方法海上網箱養殖區布置若干水質傳感器；傳感器數據通過嵌入式無線數據採集點以TCP協議無線發送到AP1，並通過AP1-AP2-AP3鏈路進入陸地Internet網絡，最終將數據寫入嵌入式WEB伺服器資料庫；遠程用戶可以通過HTTP協議訪問嵌入式WEB伺服器，伺服器將查詢資料庫的結果以網頁的形式展現給用戶；通過網絡，可 以實現海上網箱養殖水質參數的實時測控，遠程用戶還可以對海上網箱養殖區控制點電氣設備實現實時在線遠程開關控制以及參數設置。
權利要求
1.基於遠距離無線AP的海水養殖現場遠程測控系統，包括數據採集模塊、水質傳感器、嵌入式控制器、電氣設備、API、AP2、AP3、internet網絡、嵌入式web伺服器、遠程用戶，其特徵是數據採集模塊通過數據線與水質傳感器相連接，嵌入式控制器通過數據線與電氣設備相連接，數據採集模塊和嵌入式控制器通過無線與APl相連接，APl與AP2為有線連接，AP2安裝在海上，AP3安裝在陸地上，AP2與AP3通過無線傳輸，AP3通過internet網絡與嵌入式web伺服器和遠程用戶進行數據交換。
2.根據權利要求I所述的基於遠距離無線AP的海水養殖現場遠程測控系統，其特徵是所述水質傳感器採用YSI系列。
3.根據權利要求I所述的基於遠距離無線AP的海水養殖現場遠程測控系統，其特徵是所述數據採集模塊採用優龍YLE2440W開發板。
4.根據權利要求I所述的基於遠距離無線AP的海水養殖現場遠程測控系統，其特徵是所述AP1-AP2-AP3的數據傳輸採用UBNT的乙太網寬帶接入原則。
5.根據權利要求I或4所述的基於遠距離無線AP的海水養殖現場遠程測控系統，其特徵是所述APl採用BLM2模塊與全向天線實現海上網箱養殖區無線覆蓋，APl工作於接入點模式；AP2-AP3採用NSM5模塊，其中AP2工作於站點模式，AP3工作於接入點模式；AP1-AP2間為有線連接，AP2-AP3為無線網橋，各模塊均支持802. lln，傳送速率150Mbps。
6.根據權利要求I或4所述的基於遠距離無線AP的海水養殖現場遠程測控系統，其特徵是所述嵌入式web伺服器採用Boa，並配有嵌入式資料庫SQLite3。
7.根據權利要求I或3所述的基於遠距離無線AP的海水養殖現場遠程測控系統，其特徵是所述數據採集模塊的程序流程為先串ロ初始化為9600bps，8N1 ;然後執行傳感器遠程喚醒；傳感器被喚醒後發回的數據並非所需數據，讀取緩衝區，捨棄並清空；延遲I秒後，繼續發送ー個確認字符，用來表示遠程執行了回車；傳感器發回會話信息，繼續捨棄，並延遲，此時，傳感器的喚醒工作已經完成；接著發送「DATA」向傳感器提出讀取數據請求，延遲10秒後，讀取傳感器回送的採集數據，由於前期的數據讀取存在不穩定性，延遲10秒後捨棄，並連續進行2次捨棄操作；最後，清空所有收發緩衝區，開始正常的數據請求，即發送「DATA」，然後讀取66個字符；每讀取I組字符，直接對其進行修正，插入本節點編號，形成71個字符，然後以TCP協議向APl無線發送。
全文摘要
基於遠距離無線AP的海水養殖現場遠程測控系統，屬於水產養殖設備技術領域，包括數據採集模塊、水質傳感器、嵌入式控制器、電氣設備、AP1、AP2、AP3、internet網絡、嵌入式web伺服器、遠程用戶，數據採集模塊通過數據線與水質傳感器連接，嵌入式控制器通過數據線與電氣設備連接，數據採集模塊和嵌入式控制器通過無線與AP1連接，AP1與AP2為有線連接，AP2安裝在海上，AP3安裝在陸地上，AP2與AP3通過無線傳輸，AP3通過internet網絡與嵌入式web伺服器和遠程用戶進行數據交換。本系統能在岸上監控網箱所處的海水參數，並能遠程操作各類養殖設備，將大大提高養殖質量，減輕養殖人員工作量。
文檔編號G08C17/02GK102664955SQ20121012709
公開日2012年9月12日 申請日期2012年4月27日 優先權日2012年4月27日
發明者劉娟意, 李良兒, 胡即明, 趙秋亮 申請人:浙江海洋學院