本發(fā)明屬于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種近海環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，具體是一種實(shí)時近海養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

海上的環(huán)境參數(shù)變幻莫測，如果近海養(yǎng)殖戶能夠?qū)崟r準(zhǔn)確的掌握海水的溫度、鹽度、深度、葉綠素、氧化氧等多個環(huán)境參數(shù)，就可以針對性的改善養(yǎng)殖工作，大幅度增加產(chǎn)量，并且當(dāng)海洋災(zāi)害時能采取措施，減小經(jīng)濟(jì)損失，近海養(yǎng)殖環(huán)境是影響近海養(yǎng)殖業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量的重要環(huán)境條件。

而現(xiàn)有的近海環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)存在實(shí)時性差、監(jiān)測范圍小、成本高、可擴(kuò)展性差等不足，養(yǎng)殖者無法精準(zhǔn)實(shí)時的對近海養(yǎng)殖環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測，影響產(chǎn)品質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種實(shí)時性強(qiáng)、成本低、監(jiān)測范圍廣的實(shí)時近海養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種實(shí)時近海養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，包括用于實(shí)時采集海洋環(huán)境參數(shù)的感知層和用于接收數(shù)據(jù)并對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析與展示的應(yīng)用層，所述的感知層和應(yīng)用層之間通過網(wǎng)絡(luò)運(yùn)輸層連接，所述的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)輸層負(fù)責(zé)將采集的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確實(shí)時地傳輸?shù)綉?yīng)用層。

進(jìn)一步地，所述的感知層采用ZigBee通信技術(shù)構(gòu)建WSN網(wǎng)絡(luò)，所述的WSN網(wǎng)絡(luò)包括通過無線網(wǎng)絡(luò)相互連接的若干個WSN節(jié)點(diǎn)。

再進(jìn)一步地，所述的WSN節(jié)點(diǎn)分為若干普通數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)和一個匯聚通信節(jié)點(diǎn)，所述的普通數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)采集海洋環(huán)境參數(shù)并傳輸給匯聚通信節(jié)點(diǎn)，所述的匯聚通信節(jié)點(diǎn)連接網(wǎng)絡(luò)運(yùn)輸層，負(fù)責(zé)采集海洋環(huán)境參數(shù)以及將普通數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)采集到的環(huán)境參數(shù)通過網(wǎng)絡(luò)運(yùn)輸層傳輸?shù)綉?yīng)用層。

再進(jìn)一步地，所述的WSN節(jié)點(diǎn)包括用于實(shí)時采集海洋環(huán)境參數(shù)的水質(zhì)傳感器、用于存儲和處理采集數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)處理模塊、用于傳輸數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)傳輸模塊、用于接收衛(wèi)星信號進(jìn)行定位的GPS模塊和用于供電的電源模塊。

再進(jìn)一步地，所述的普通數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸模塊包括用于組建WSN網(wǎng)和傳輸數(shù)據(jù)的ZigBee通信模塊，所述的匯聚通信節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸模塊包括ZigBee通信模塊和用于將數(shù)據(jù)傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)傳輸層的無線通信模塊。

更進(jìn)一步地，所述的電源模塊包括用于給WSN節(jié)點(diǎn)供電的蓄電池和用于給WSN節(jié)點(diǎn)及蓄電池供電的太陽能電池，所述的太陽能電池通過開關(guān)穩(wěn)壓器接入電路。

進(jìn)一步地，所述的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)輸層采用無線移動GSM/GPRS通信技術(shù)傳輸數(shù)據(jù)。

進(jìn)一步地，所述的應(yīng)用層包括用于接收海洋環(huán)境數(shù)據(jù)的接收終端，所述的接收終端連接網(wǎng)絡(luò)運(yùn)輸層，所述的接收終端通過因特網(wǎng)連接有用于存儲海洋環(huán)境數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，所述的數(shù)據(jù)服務(wù)器通過英特網(wǎng)連接有用于對海洋環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析的應(yīng)用服務(wù)器，所述的應(yīng)用服務(wù)器通過英特網(wǎng)連接有用于顯示海洋環(huán)境信息的監(jiān)控終端。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)分為感知層、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)輸層和應(yīng)用層三個層次，感知層由多個傳感器節(jié)點(diǎn)構(gòu)成WSN網(wǎng)絡(luò)，獲取該海域的溫度、鹽度、深度、葉綠素、氧化氧等多個環(huán)境參數(shù)，并通過網(wǎng)絡(luò)運(yùn)輸層準(zhǔn)確及時的傳輸?shù)綉?yīng)用層，應(yīng)用層接收數(shù)據(jù)，并針對各種應(yīng)用對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析與展示，用戶通過PC終端或移動終端查看該海域各節(jié)點(diǎn)環(huán)境的實(shí)時監(jiān)測信息，使養(yǎng)殖戶可以隨時隨地獲取近海、近岸的海洋氣象、水文以及生態(tài)資源參數(shù)，實(shí)現(xiàn)對近海養(yǎng)殖環(huán)境的快速、實(shí)時、網(wǎng)絡(luò)化的連續(xù)監(jiān)測，養(yǎng)殖戶可根據(jù)具體環(huán)境參數(shù)調(diào)控養(yǎng)殖行為，提高產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量，同時系統(tǒng)對海洋環(huán)境污染、海洋氣象災(zāi)害進(jìn)行預(yù)警，養(yǎng)殖戶可以及時作出針對性部署，避免由突發(fā)性的惡性污染事故或海洋氣象災(zāi)害帶來的損失，保證產(chǎn)品綠色無污染，大大提高了經(jīng)濟(jì)效益。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

圖1是本發(fā)明系統(tǒng)示意圖。

圖2是本發(fā)明電源模塊示意圖。

具體實(shí)施方式

如圖1-2所示，本發(fā)明提供了一種實(shí)時近海養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，包括用于實(shí)時采集海洋環(huán)境參數(shù)的感知層和用于接收數(shù)據(jù)并對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析與展示的應(yīng)用層，感知層和應(yīng)用層之間通過網(wǎng)絡(luò)運(yùn)輸層連接，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)輸層負(fù)責(zé)將采集的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確實(shí)時地傳輸?shù)綉?yīng)用層。

感知層采用ZigBee通信技術(shù)構(gòu)建WSN網(wǎng)絡(luò)，WSN網(wǎng)絡(luò)包括通過無線網(wǎng)絡(luò)相互連接的八個WSN節(jié)點(diǎn)，其中七個為普通數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)，一個為匯聚通信節(jié)點(diǎn)，普通數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)對應(yīng)于ZigBee協(xié)議中的端節(jié)點(diǎn)和路由節(jié)點(diǎn)，負(fù)責(zé)采集海洋環(huán)境參數(shù)并傳輸給匯聚通信節(jié)點(diǎn)，匯聚通信節(jié)點(diǎn)對應(yīng)于ZigBee協(xié)議中的協(xié)調(diào)器和匯聚節(jié)點(diǎn)，匯聚通信節(jié)點(diǎn)連接網(wǎng)絡(luò)運(yùn)輸層，負(fù)責(zé)采集海洋環(huán)境參數(shù)以及將普通數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)采集到的環(huán)境參數(shù)通過網(wǎng)絡(luò)運(yùn)輸層傳輸?shù)綉?yīng)用層。

八個WSN節(jié)點(diǎn)均勻分布在近海海域內(nèi)，包括用于實(shí)時采集海洋環(huán)境參數(shù)的水質(zhì)傳感器、用于存儲和處理采集數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)處理模塊、用于傳輸數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)傳輸模塊、用于接收衛(wèi)星信號進(jìn)行定位的GPS模塊和用于供電的電源模塊，其中數(shù)據(jù)處理模塊由單片機(jī)和存儲設(shè)備構(gòu)成，普通數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸模塊包括用于組建WSN網(wǎng)和傳輸數(shù)據(jù)的ZigBee通信模塊，匯聚通信節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸模塊包括ZigBee通信模塊和用于將數(shù)據(jù)傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)傳輸層的無線通信模塊。

電源模塊包括蓄電池和太陽能電池，太陽能電池用于給WSN節(jié)點(diǎn)的負(fù)載電路供電和對蓄電池充電，節(jié)約能源。太陽能電池通過開關(guān)穩(wěn)壓器接入電路，開關(guān)穩(wěn)壓器接收太陽能電池輸出的不穩(wěn)定電壓，然后輸出一個穩(wěn)定的電壓給充電電路，充分利用太陽能、有效控制電池的充放電和延長蓄電池的使用壽命。

網(wǎng)絡(luò)運(yùn)輸層采用無線移動GSM/GPRS通信技術(shù)，將采集的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確實(shí)時地傳輸?shù)綉?yīng)用層。

應(yīng)用層包括用于接收海洋環(huán)境數(shù)據(jù)的接收終端，接收終端連接網(wǎng)絡(luò)運(yùn)輸層，接收終端通過因特網(wǎng)連接有用于存儲海洋環(huán)境數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，數(shù)據(jù)服務(wù)器通過英特網(wǎng)連接有用于對海洋環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析的應(yīng)用服務(wù)器，應(yīng)用服務(wù)器從數(shù)據(jù)庫服務(wù)器上獲取數(shù)據(jù)，處理分析后以圖形化的方式展示，應(yīng)用服務(wù)器通過英特網(wǎng)連接有用于顯示海洋環(huán)境信息的監(jiān)控終端，監(jiān)控終端包括PC終端和移動終端，用戶可通過因特網(wǎng)登陸到服務(wù)器上，通過瀏覽網(wǎng)頁的形式查看海洋環(huán)境的實(shí)時監(jiān)測信息。

本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)分為感知層、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)輸層和應(yīng)用層三個層次，感知層由多個傳感器節(jié)點(diǎn)構(gòu)成WSN網(wǎng)絡(luò)，獲取該海域的溫度、鹽度、深度、葉綠素、氧化氧等多個環(huán)境參數(shù)，并通過網(wǎng)絡(luò)運(yùn)輸層準(zhǔn)確及時的傳輸?shù)綉?yīng)用層，應(yīng)用層接收數(shù)據(jù)，并針對各種應(yīng)用對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析與展示，用戶通過PC終端或移動終端查看該海域各節(jié)點(diǎn)環(huán)境的實(shí)時監(jiān)測信息，使養(yǎng)殖戶可以隨時隨地獲取近海、近岸的海洋氣象、水文以及生態(tài)資源參數(shù)，實(shí)現(xiàn)對近海養(yǎng)殖環(huán)境的快速、實(shí)時、網(wǎng)絡(luò)化的連續(xù)監(jiān)測，養(yǎng)殖戶可根據(jù)具體環(huán)境參數(shù)調(diào)控養(yǎng)殖行為，提高產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量，同時系統(tǒng)對海洋環(huán)境污染、海洋氣象災(zāi)害進(jìn)行預(yù)警，養(yǎng)殖戶可以及時作出針對性部署，避免由突發(fā)性的惡性污染事故或海洋氣象災(zāi)害帶來的損失，保證產(chǎn)品綠色無污染，大大提高了經(jīng)濟(jì)效益。

以上內(nèi)容僅僅是對本發(fā)明結(jié)構(gòu)所作的舉例和說明，所屬本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員對所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，只要不偏離發(fā)明的結(jié)構(gòu)或者超越本權(quán)利要求書所定義的范圍，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。