廣州魚塘水質(zhì)在線監(jiān)控系統(tǒng)演示文檔課件

魚塘水質(zhì)在線監(jiān)控系統(tǒng)演示一、魚塘生態(tài)系統(tǒng)分析1、生態(tài)系統(tǒng)的組成生產(chǎn)者消費者分解者非生物環(huán)境2、魚塘生態(tài)系統(tǒng)的組成水生植物、浮游植物生產(chǎn)者草魚、鰱魚草食動物鳙魚、黑魚肉食動物蝦、蟹、螺螄腐食動物消費者魚體內(nèi)的寄生生物寄生動物細(xì)菌和其他菌類分解者光照、溫度、水、泥土、二氧化碳、氧氣非生物環(huán)境4、魚塘生態(tài)系統(tǒng)的能量流動

生態(tài)系統(tǒng)中能量的流動是沿著生產(chǎn)者和消費者的順序，即按營養(yǎng)級逐級減少的。生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動是一個能量不斷消耗的過程，這是生態(tài)系統(tǒng)中能流的特點之一。在能流過程中，一部分能量用于維持生命活動而被消耗，只有一部分用于合成新的組織或作為勢能貯藏起來。生態(tài)系統(tǒng)中能量流動的另一個顯著特點是能量的流動是單方向的。當(dāng)太陽的光能進入生態(tài)系統(tǒng)后，一部分以熱能的形式逸散到環(huán)境中，它不會再返回太陽，而被綠色植物固定的太陽光也因轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能也不會再返回太陽。動物從植物獲得能量同樣不再回到植物，而動植物呼吸時放出的能量散發(fā)到外界環(huán)境中也不能重新利用。所以生態(tài)系統(tǒng)的能量流動是單方向的，是不可逆的。二、魚塘監(jiān)控安全管理系統(tǒng)需求分析1、項目背景由于魚塘的地理位置偏僻，經(jīng)常出現(xiàn)一些偷釣、偷捕的情況，甚至出現(xiàn)了不少魚塘遭到投毒的惡意事件，不僅給魚塘養(yǎng)殖戶帶來的重大損失，并且對當(dāng)?shù)刂伟补芾韥碚f產(chǎn)生了很大影響。2、項目目的對于養(yǎng)殖戶來說，魚塘的安全生產(chǎn)問題必須要高度重視和盡快采取有效的方法手段來解決這一難題。目前養(yǎng)殖戶普遍采取的手段是增加人手進行巡邏預(yù)防，然而起到的效果有限。利用現(xiàn)代安防科技，我們可以建立一套安全防范管理監(jiān)控系統(tǒng)，結(jié)合人防與技防手段，實現(xiàn)魚塘的7X24模式實時監(jiān)控以達(dá)到安全生產(chǎn)的目的。

3、項目需求分析1、實時監(jiān)控。根據(jù)魚塘實地環(huán)境的布局，安裝攝像機，對于魚塘的生產(chǎn)環(huán)境進行7X24的模式監(jiān)控。2、電子圍欄。在魚塘的周圍安裝紅外對射探頭，要求監(jiān)控主機可以接入多路報警信號，在監(jiān)控主機對探頭設(shè)防的情況下可以實現(xiàn)入侵的聯(lián)動錄像和報警。3、錄像備份與查詢。根據(jù)客戶需求，可以保存若干時間長度的監(jiān)控錄像與報警錄像，并可以進行某一時間段的錄像查詢和導(dǎo)出備份。4、抓拍圖片。在觸發(fā)報警條件的情況下，可以對現(xiàn)場環(huán)境進行錄像的電子拍照功能。5、燈光補償。在夜晚受到入侵報警的情況下，先啟動探照燈進行強光照射以增強監(jiān)控錄像的清晰度。6、布防與撤防。能夠自主地設(shè)定布防與撤防的時間段，可以通過管理平臺、web平臺、手機平臺進行布防與撤防，同時可以在各平臺上顯示其布撤防的狀態(tài)。7、管理平臺。在管理平臺上可以實現(xiàn)添加多套監(jiān)控主機設(shè)備、實時監(jiān)控、單個畫面或者多畫面實時監(jiān)控、查看監(jiān)控錄像、錄像回放、報警錄像與拍照圖片的查看、錄像備份下載保存。布防與撤防狀態(tài)的狀態(tài)顯示。8、Web平臺。在web平臺上可以實現(xiàn)查看實時監(jiān)控錄像、單路或者多路監(jiān)控錄像的查看、錄像回放與備份下載、報警錄像與拍照圖片的查看和下載。9、手機平臺。在手機平臺上可以實現(xiàn)查看實時監(jiān)控錄像、查看報警錄像與拍照圖片、布防與撤防的狀態(tài)顯示。10、權(quán)限管理。11、擴展接口。

2、增氧、投飼無線遠(yuǎn)程控制采用集散式控制模式，中央控制室和室外分布式網(wǎng)絡(luò)節(jié)點之間實現(xiàn)無線數(shù)據(jù)傳輸，可設(shè)定或采用專家軟件靈活設(shè)定溶氧范圍，實現(xiàn)自動控制增氧；通過控制自動投飼機和增氧機的啟動次數(shù)、啟動時間、運行時間長短控制投飼量和增氧量，同時具有遠(yuǎn)程控制，數(shù)據(jù)記錄等功能。（1）控制方式靈活；可以采取軟件在電腦或控制柜上直接控制增氧機和投餌機，也可以設(shè)定好自動投飼機和增氧機的啟動次數(shù)、啟動時間、運行時間長短控制投飼量和增氧量，（2）自動化程度高；（3）數(shù)據(jù)無線傳輸：可進行遠(yuǎn)程無線控制。3、智能增氧控制

增氧在線控制：利用水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)對溶氧進行監(jiān)測，根據(jù)養(yǎng)殖水體中溶解氧的實際情況，由中央控制室發(fā)出無線控制信號，控制增氧機開關(guān)。通過控制軟件，可設(shè)定增氧機開關(guān)的上下閾值。

4、短信報警（可選配置）當(dāng)養(yǎng)殖水體中的溶解氧達(dá)到臨界值時，報警（觸控鍵入設(shè)定每個測量單元的最低和最高溶氧值范圍。低于最低值或高于最高值，系統(tǒng)將自動報警）。報警信息以短信的形式發(fā)送到用戶手機。短信報警功能具有價格低，實用方便，管理平臺統(tǒng)一、成熟等優(yōu)點，讓用戶實現(xiàn)養(yǎng)殖設(shè)備的遠(yuǎn)程管理，使整個自動控制系統(tǒng)更加完善。5.2、實現(xiàn)功能（1）自動取樣：自動采集溶解氧、pH值、水溫等常規(guī)水質(zhì)指標(biāo)；（2）數(shù)據(jù)匯總：記錄采樣歷史，并以文本和圖表形式顯示；（3）增氧、投飼無線遠(yuǎn)程控制；（4）無線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸；（5）溶氧短信報警；5.3拓?fù)鋱D6、系統(tǒng)組件6.1水質(zhì)檢測系統(tǒng)養(yǎng)殖池塘無線水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)為1個監(jiān)控柜，可對六個鄰近的魚池取樣，每個監(jiān)控柜作為一個無線網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點，預(yù)留一個控制接口和功耗容量。6.2增氧、投飼無線控制系統(tǒng)每個控制箱做為一個無線網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點，共設(shè)置3個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點覆蓋6個池塘。按照每個池塘裝配1臺投飼機和2臺增氧機預(yù)留控制接口和功耗容量，采用集中自動控制和現(xiàn)場手動控制互相切換的兩種控制模式供管理人員靈活使用。7、具體實現(xiàn)系統(tǒng)默認(rèn)參數(shù)7.1水質(zhì)檢測系統(tǒng)六個采樣點，每個采樣點采用：750w/380w水泵，最大750w，兩相電。每個水泵啟動5分鐘，依次啟動，每次啟動前2分鐘為沖洗時間，后3分鐘為讀數(shù)時間，30分鐘一個循環(huán)。

PH、水溫、溶氧指示，顯示在水質(zhì)監(jiān)測柜液晶控制屏上，液晶屏可進行PLC控制。當(dāng)溶氧低于4mg/L時啟動增氧機一臺；當(dāng)溶氧低于3mg/L時啟動增氧機兩臺；當(dāng)溶氧高于5mg/L時停止增氧機；增氧機功率為三相3千瓦/臺，另可通過無線信號控制自動/手動切換；當(dāng)溶氧低于4mg/L時啟動報警裝置，向主機報警、蜂鳴，向指定客戶發(fā)送信息/要求閾值可由客戶自行設(shè)定。四、水產(chǎn)養(yǎng)殖測控系統(tǒng)方案中國是水產(chǎn)養(yǎng)殖大國，產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量近70%。但整個產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)模式還處在一個比較低的水平，多數(shù)養(yǎng)殖產(chǎn)還是靠大量的人工診斷、決策、調(diào)整，養(yǎng)殖設(shè)備也非常原始簡單，大部分養(yǎng)殖場唯一的設(shè)備就是一個增氧機。水產(chǎn)養(yǎng)的集約化、自動化、信息化是整個產(chǎn)業(yè)的發(fā)展的必然趨勢，也是水產(chǎn)養(yǎng)殖在低成本的前提下高效高產(chǎn)的唯一實現(xiàn)途徑。1、需求分析：水質(zhì)良好程度對水產(chǎn)養(yǎng)殖（螃蟹、魚蝦等）具有十分重要的作用。為能夠及時掌握水質(zhì)變化、提前做出應(yīng)對措施，有效規(guī)避養(yǎng)殖風(fēng)險、提高畝產(chǎn)量，對水質(zhì)參數(shù)進行監(jiān)測顯得非常有必要。3、系統(tǒng)組成：我們提供系統(tǒng)有兩種，一種是有線通信方式（RS485），另一種是無線通信方式（GPRS），根據(jù)現(xiàn)場布線是否方便靈活選擇。由于485通信比較簡單，只要把GPRS部分換成485通信就行了，以下就以無線GPRS通信方式的系統(tǒng)為例來介紹。系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)如下：單個系統(tǒng)詳細(xì)組成示意圖：

5、服務(wù)器軟件：3、系統(tǒng)硬件設(shè)計3.1中央處理單元中央處理模塊采用TI公司的CC2430作為中央處理芯片，CC2430專門針對IEEE802.15.4和ZigBeeTM應(yīng)用，它可以用很低的費用構(gòu)成ZigBee節(jié)點[7]。其主要任務(wù)是：（1）負(fù)責(zé)節(jié)點間的通信；（2）完成數(shù)據(jù)的處理、無線傳輸、控制增氧機的關(guān)閉等；（3）實現(xiàn)終端節(jié)點的休眠；（4）完成程序的下載及在線調(diào)試仿真。通過各I/O口接入設(shè)備的不同，形成采集設(shè)備處理模塊和控制設(shè)備處理模塊，其電路如圖2所示。其中P0.0和P0.2口作為傳感器的數(shù)據(jù)輸入端，P0.7,P1.0,P1.1作為預(yù)留端口，便于芯片的擴展；P0.3作為控制端口，P0.4、P0.5、P0.6為鍵盤控制端；P1口作為數(shù)據(jù)輸出端，與LCD顯示屏相連，通過一個外部中斷按鈕可以實現(xiàn)現(xiàn)場的數(shù)據(jù)查詢；P2.1,P2.2為程序下載和聯(lián)機調(diào)試端口；RF-N，TXRXW，RF-P為射頻端口，用于發(fā)射和接收數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集節(jié)點與控制節(jié)點的無線傳輸；P2.3,P2.4外接晶振和外部電路構(gòu)成32.768KHz振蕩器，用于喚醒芯片睡眠狀態(tài)。如圖1：數(shù)據(jù)處理模塊（采集端）3.2數(shù)據(jù)采集模塊如圖2：不同溫度下的溶氧量飽和度如圖3：溶解氧傳感器電路和溫度傳感器電