GPRS水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境智能監(jiān)控系統(tǒng)(精)

廈門瑞申自動(dòng)化科技有限公司GPRS水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境智能監(jiān)控系統(tǒng)瑞申產(chǎn)品應(yīng)用方案V1.00XiamenRISENTechnologyCO.,LTDSolutionSolutionIntroduction GPRS水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境智能監(jiān)控系統(tǒng) V1.00Data:2008/10/26瑞申產(chǎn)品應(yīng)用方案類別內(nèi)容關(guān)鍵詞GPRS水產(chǎn)養(yǎng)殖溶解氧PH值水溫光照摘要本文講述如何應(yīng)用RS6011G廈門瑞申自動(dòng)化科技有限公司◎版權(quán)所有概述概述:長期以來，我國水產(chǎn)養(yǎng)殖生產(chǎn)經(jīng)營者多以追求產(chǎn)量和近期經(jīng)濟(jì)效益為目標(biāo)，養(yǎng)殖密度過高，加上保護(hù)養(yǎng)殖環(huán)境意識(shí)淡薄，養(yǎng)殖病害呈逐年加重之勢，隨之而來的是藥物濫用現(xiàn)象較為普遍，以至于水域環(huán)境遭到不同程度的破壞，水產(chǎn)品質(zhì)量安全得不到有效保障，水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)可持續(xù)發(fā)展受到嚴(yán)重影響，研究解決水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境狀況已經(jīng)成為水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)持續(xù)健康發(fā)展的重要課題。影響水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境的關(guān)鍵參數(shù)就是水溫、光照、溶氧，氨氮，硫化物、亞硝酸鹽、ph等，但這些關(guān)鍵因素即看不見又摸不著很難準(zhǔn)確把握?，F(xiàn)有的水產(chǎn)管理是以養(yǎng)殖經(jīng)驗(yàn)為指導(dǎo)，也就是一種普遍的養(yǎng)殖規(guī)律，很難做到準(zhǔn)確可靠，產(chǎn)量難以得到保障。隨著養(yǎng)殖業(yè)的不斷發(fā)展，市場調(diào)節(jié)失控，競爭越來越激烈，掌握準(zhǔn)確可靠的養(yǎng)殖數(shù)據(jù)，科學(xué)養(yǎng)殖，提高產(chǎn)量與品質(zhì)，勢在必行。針對(duì)水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境對(duì)象具有的多樣性、多變性、以及偏僻分散等特點(diǎn)，提出了一種基于無線移動(dòng)通信和測控技術(shù)的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集和信息發(fā)布系統(tǒng)方案。本系統(tǒng)可以為用戶節(jié)省大量人工操作和電力消耗，限制魚類疾病所造成的損失，減少死亡率。通過長期連續(xù)的監(jiān)測、調(diào)節(jié)和控制水質(zhì)，可以顯著增加養(yǎng)殖產(chǎn)量。本系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)是如何通過智能測控終端實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集、傳輸、存儲(chǔ)與發(fā)布，并為用戶提供瀏覽訪問和遠(yuǎn)程調(diào)用。通常與互連網(wǎng)連接可以通過二種途徑：（1）有線接入方式：這在有些場所，例如距離社區(qū)較近，有線接入方便，或在特殊情況下通過專線連接等，可直接將現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備連入因特網(wǎng)；（2）無線接入方式：在控制現(xiàn)場設(shè)備。（2）、功能特點(diǎn)：◎配備多種接口資源：包括模擬信號(hào)采集、開關(guān)量輸入、輸出、脈沖信號(hào)輸入等；◎支持一路RS232/RS485方式的用戶數(shù)據(jù)接口，可接入PLC等各種設(shè)備；◎采集傳輸控制一體化，提高了系統(tǒng)可靠性，降低了成本；◎采用工業(yè)級(jí)超低功耗高性能的嵌入式處理器；◎用戶可以編程的量程轉(zhuǎn)換和報(bào)警上下限設(shè)定；◎內(nèi)設(shè)工業(yè)時(shí)鐘，精確計(jì)時(shí)；◎自動(dòng)定時(shí)上報(bào)和事件觸發(fā)上報(bào)功能；◎內(nèi)置大容量FLASH存儲(chǔ)器，數(shù)據(jù)自動(dòng)記錄，支持歷史數(shù)據(jù)檢索；◎通訊協(xié)議完善，組態(tài)軟件支持，用戶免開發(fā)；◎板載工業(yè)級(jí)GPRS傳輸模塊；◎提供用戶設(shè)置軟件，開放式接口，方便與組太軟件及其它軟件連接；◎工業(yè)級(jí)設(shè)計(jì)，穩(wěn)定可靠，堅(jiān)固耐用；（3）、GPRS無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)特點(diǎn)：GPRS是通用分組無線業(yè)務(wù)(GeneralPacketRadioService)的英文簡稱，是在現(xiàn)有GSM系統(tǒng)上發(fā)展起來的一種承載業(yè)務(wù)，目的是為GSM用戶提供分組形式的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。GPRS拋棄了傳統(tǒng)的獨(dú)占電路交換模式，采用分組交換技術(shù)，每個(gè)用戶可同時(shí)占用多個(gè)無線信道，同一無線信道又可以由多個(gè)用戶共享，有效地利用了信道資源，帶寬最高可達(dá)171.2Kb/s。目前中國移動(dòng)的GPRS覆蓋范圍在中心城市幾乎達(dá)到了100%，在邊遠(yuǎn)地區(qū)也達(dá)到了80%以上，實(shí)際應(yīng)用帶寬大約在20-40Kb/s，特別適合遠(yuǎn)程監(jiān)測行業(yè)的通信需求，完全取代過去傳統(tǒng)的有線、MODEM、X.25、數(shù)傳電臺(tái)、短信等通信方式。GPRS無線數(shù)據(jù)傳輸具備如下特點(diǎn)：3-1、可靠性高：與SMS短信息方式相比，GPRSDTU采用面向連接的TCP協(xié)議通信，避免了數(shù)據(jù)包丟失的現(xiàn)象，保證數(shù)據(jù)可靠傳輸。中心可以與多個(gè)監(jiān)測點(diǎn)同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，互不干擾。GPRS網(wǎng)絡(luò)本身具備完善的頻分復(fù)用機(jī)制，并具備極強(qiáng)的抗干擾性能，完全避免了傳統(tǒng)數(shù)傳電臺(tái)的多機(jī)頻段“碰撞”現(xiàn)象。3-2、實(shí)時(shí)性強(qiáng)：GPRS具有實(shí)時(shí)在線的特性，數(shù)據(jù)傳輸時(shí)延小，并支持多點(diǎn)同時(shí)傳輸，因此GPRS監(jiān)測數(shù)據(jù)中心可以多個(gè)監(jiān)測點(diǎn)之間快速，實(shí)時(shí)地進(jìn)行雙向通信，很好地滿足系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)采集和傳輸實(shí)時(shí)性的要求。目前GPRS實(shí)際數(shù)據(jù)傳輸速率在30Kbps左右，完全能滿足系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸速率（≥10Kbps）的需求。3-3、監(jiān)控范圍廣：GPRS網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)全國范圍內(nèi)覆蓋，并且擴(kuò)容無限制，接入地點(diǎn)無限制，能滿足山區(qū)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)和跨地區(qū)的接入需求。比較很多無線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)（集群，雙向傳呼，CDPD，CDMA）而言，其網(wǎng)絡(luò)覆蓋是最好的。3-4、系統(tǒng)建設(shè)成本低：由于采用GPRS公網(wǎng)平臺(tái)，無需建設(shè)網(wǎng)絡(luò)，只需安裝設(shè)備就即可，建設(shè)成本低；也免去了網(wǎng)絡(luò)維護(hù)費(fèi)用。3-5、系統(tǒng)運(yùn)營成本低：采用GPRS公網(wǎng)通信，全國范圍內(nèi)均按統(tǒng)一費(fèi)率計(jì)費(fèi)，省去昂貴的漫游費(fèi)用,GPRS網(wǎng)絡(luò)可按數(shù)據(jù)實(shí)際通信流量計(jì)費(fèi)，(1分-3分/1K字節(jié))，也可以按包月不限流量收費(fèi)，從而實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的低成本通信。3-6、可對(duì)各監(jiān)測點(diǎn)儀器設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制：通過GPRS雙向系統(tǒng)還可實(shí)現(xiàn)對(duì)儀器設(shè)備進(jìn)行反向控制，如：時(shí)間校正、狀態(tài)報(bào)告、開關(guān)等控制功能，并可進(jìn)行系統(tǒng)遠(yuǎn)程在線升級(jí)。3-7、系統(tǒng)的傳輸容量，擴(kuò)容性能好：能滿足突發(fā)性數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枰?，而GPRS技術(shù)能很好地滿足傳輸突發(fā)性數(shù)據(jù)的需要；由于系統(tǒng)采用成熟的TCP/IP通信架構(gòu)，具備良好的擴(kuò)展性能，一個(gè)監(jiān)測中心可輕松支持幾千個(gè)現(xiàn)場采集點(diǎn)的通信接入。3-8、GPRS傳輸功耗小，適合野外供電環(huán)境：雖然與遠(yuǎn)在千里的數(shù)據(jù)中心進(jìn)行雙向通信，GPRS數(shù)傳設(shè)備在工作時(shí)卻只需與附近的移動(dòng)基站通信即可,其整體功耗與一臺(tái)普通GSM手機(jī)相當(dāng),平均功耗僅為200毫瓦左右，比傳統(tǒng)數(shù)傳電臺(tái)小得多。因此GPRS傳輸方式非常適合在野外使用太陽能供電或蓄電池供電的場合下使用。(4)、適用范圍：4-1、設(shè)施內(nèi)環(huán)境監(jiān)控，如：溫室、畜禽/水產(chǎn)養(yǎng)殖場、儲(chǔ)存?zhèn)}庫、工廠車間等；4-2、各類野外實(shí)驗(yàn)臺(tái)站，如：氣象站、生態(tài)站、水文站、環(huán)保監(jiān)測站等；4-3、各類農(nóng)業(yè)園區(qū)、示范農(nóng)場、生產(chǎn)基地、科研教學(xué)基地等；4-4、偏僻分散條件下農(nóng)業(yè)、生態(tài)、災(zāi)害、生物信息的監(jiān)測；4-5、為行政管理部門、咨詢機(jī)構(gòu)等提供的專用監(jiān)測服務(wù)系統(tǒng)；3、軟件介紹(1)、管理員操作要求：1-1.可自主添加、刪除、修改傳感器，設(shè)置傳感器的名字；1-2.可添加、刪除、修改傳感器組，每個(gè)組可包含多個(gè)傳感器，每個(gè)傳感器可屬于多個(gè)組；1-3.可添加、刪除、修改用戶，每個(gè)用戶對(duì)應(yīng)一個(gè)手機(jī)號(hào)碼，手機(jī)號(hào)即用戶名，每個(gè)用戶可對(duì)應(yīng)多個(gè)傳感器組；(2)、用戶操作要求：2-1.用戶只可訪問自己對(duì)應(yīng)傳感器組里的傳感器數(shù)值；2-2.用戶可通過三種方式進(jìn)行操作：2-2-1.WWW：用戶通過手機(jī)號(hào)和密碼（用戶如果忘記密碼，可通過短信形式找回）登錄后進(jìn)行操作；2-2-2.WAP：WAP網(wǎng)站對(duì)手機(jī)號(hào)進(jìn)行鑒權(quán)，手機(jī)號(hào)通過鑒權(quán)后用戶進(jìn)行操作；2-2-3.SMS：用戶通過短信指令操作；2-3.用戶可通過WWW或WAP設(shè)置傳感器正常范圍數(shù)值上下限（譬如上限為30度，下限為20度）、預(yù)警級(jí)別（支持多個(gè)預(yù)警級(jí)別，譬如A級(jí)、B級(jí)、C級(jí)，對(duì)應(yīng)不同程度）及其對(duì)應(yīng)正常范圍的浮動(dòng)值（支持固定值或相對(duì)百分比，譬如下限浮動(dòng)值為18度或者-10%，上限浮動(dòng)值為33度或者+10%）；2-4.用戶可通過WWW、WAP、SMS查詢某個(gè)傳感器的數(shù)值；2-5.用戶可通過WWW、WAP、SMS定制某個(gè)傳感器的預(yù)警信息；(3)、系統(tǒng)拓?fù)鋱D3-1.傳感器通過GPRS模塊將數(shù)值定時(shí)傳送到接口服務(wù)器；3-2.接口服務(wù)器將各傳感器數(shù)值存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫服務(wù)器；3-3.WWW/WAP應(yīng)用服務(wù)器為用戶提供WWW/WAP訪問，并從數(shù)據(jù)庫服務(wù)器獲取數(shù)據(jù)反饋給用戶；3-4.短信應(yīng)用服務(wù)器通過ISMG獲取上下行短信，從數(shù)據(jù)庫服務(wù)器獲取數(shù)據(jù)，為用戶提供短信點(diǎn)播傳感器數(shù)值、短信定制預(yù)警信息服務(wù)；3-5.以上服務(wù)器在應(yīng)用初期可合并在一個(gè)物理服務(wù)器；3-6.如果短信應(yīng)用服務(wù)器無法通過ISMG上下行短信，可考慮采用SMSModem代替。方案集體實(shí)施1、監(jiān)控中心服務(wù)器申請(qǐng)配置固定IP地址（如動(dòng)態(tài)IP地址可采樣域名解析的方式，適合監(jiān)控點(diǎn)較少的情況），與GPRS網(wǎng)絡(luò)相連。當(dāng)水產(chǎn)養(yǎng)殖監(jiān)控點(diǎn)數(shù)量增加，中心不用擴(kuò)容即可滿足需求。監(jiān)控中心服務(wù)器接收到GPRS網(wǎng)絡(luò)終端傳來的連接申請(qǐng)先進(jìn)行認(rèn)證，認(rèn)證通過后接受傳來的數(shù)據(jù)并進(jìn)行處理。中心軟件可自己開發(fā)或采用組態(tài)軟件（如力控、亞控、昆侖通態(tài)等）2、水產(chǎn)養(yǎng)殖監(jiān)控點(diǎn)各監(jiān)控點(diǎn)通過數(shù)據(jù)采集模塊采集如溫度、溶解氧、PH值等數(shù)據(jù)，通過RS232（RS485）接口與GPRS透明數(shù)據(jù)傳輸終端相連，無標(biāo)準(zhǔn)通訊接口的設(shè)備，如溫度傳感器、溶解氧傳感器、PH值傳感器等也可以采用我公司帶有模擬量、開關(guān)量采集功能的RS6011GGPRSRTU。通過GPRS透明數(shù)據(jù)傳輸終端內(nèi)置嵌入式處理器對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、協(xié)議封裝后發(fā)送到GPRS網(wǎng)絡(luò)。報(bào)警信息可通過GSM網(wǎng)絡(luò)直接發(fā)送到用戶手機(jī)。3、費(fèi)用情況：1、水產(chǎn)養(yǎng)殖監(jiān)控中心a、計(jì)算機(jī)b、固定IP或域名解析c、中心軟件2、水產(chǎn)養(yǎng)殖監(jiān)控點(diǎn)a、溫度、溶解氧、PH值、鹽度等傳感器b、采集傳輸終端RS6011Gc、SIM卡費(fèi)用下面主要介紹SIM卡GPRS流量資費(fèi)：以我公司的提供的RS6011GGPRS產(chǎn)品為例（經(jīng)我公司測試驗(yàn)證）。同時(shí)采集4路模擬量，時(shí)間間隔為一分鐘采集一次數(shù)據(jù)，1個(gè)月數(shù)據(jù)總量差不多為500K。如果時(shí)間間隔為10秒鐘采集一次數(shù)據(jù)1個(gè)月數(shù)據(jù)總量差不多為500K*6=30M目前移動(dòng)資費(fèi)各地地方標(biāo)準(zhǔn)不一樣。大體為10元20M包月、20元50M包月等（可以具體咨詢當(dāng)?shù)氐囊苿?dòng)公司）。具體應(yīng)用1、溫度：育苗廠可以根據(jù)所養(yǎng)殖的對(duì)象所適應(yīng)的溫度范圍設(shè)定控制范圍，計(jì)算機(jī)通過溫度傳感器實(shí)時(shí)將池塘內(nèi)的水溫讀取到軟件分析系統(tǒng)中，在超過溫度設(shè)置范圍時(shí)，通過報(bào)警系統(tǒng)報(bào)警。大塘養(yǎng)殖還可以根據(jù)溫度變化的歷史紀(jì)錄，利用計(jì)算機(jī)分析軟件分析魚蝦生長的速度和病情的發(fā)病規(guī)律。

2、

溶解氧：育苗廠可以根據(jù)所養(yǎng)殖的對(duì)象所適應(yīng)溶解氧范圍設(shè)定溶氧的控制范圍，計(jì)算機(jī)通過溶氧傳感器采集的數(shù)據(jù)，在設(shè)定溶氧的控制范圍內(nèi)控制芯片自動(dòng)開啟關(guān)閉增氧機(jī)，合理使用配置增氧機(jī)，即節(jié)約用電，減少機(jī)械磨損，又做到以最小的投入換取最大的效率。計(jì)算機(jī)管理軟件可根據(jù)溶氧變化范圍分析魚蝦的發(fā)病規(guī)律，及時(shí)發(fā)布病情預(yù)告，防止病情的發(fā)生。根據(jù)溶氧的變化分析水質(zhì)的惡化程度，及時(shí)采取措施處理，如排污、換水、投加增氧機(jī)、消化菌等。

3、

光照:根據(jù)光與溶氧的變化規(guī)律采取補(bǔ)光增加光照讓藻放氧。

4、

PH值：根據(jù)PH值的變化分析水質(zhì)的惡化和有害物質(zhì)如氨氮、硫化物、亞硝酸鹽等的產(chǎn)生以及殘留餌料等有機(jī)物腐爛氧化程度，通過報(bào)警系統(tǒng)提交水質(zhì)分析報(bào)告并發(fā)送警示信息。以便及時(shí)采取各項(xiàng)措施。

5、

鹽度：根據(jù)鹽的測試值，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)在鹽度設(shè)置范圍內(nèi)自動(dòng)控制換水系統(tǒng)調(diào)節(jié)水質(zhì)。系統(tǒng)功能及特點(diǎn)1、功能（1）24小時(shí)不間斷實(shí)時(shí)監(jiān)測；（2）無線遠(yuǎn)程監(jiān)測–工作人員不必親臨現(xiàn)場就可對(duì)養(yǎng)殖環(huán)境作監(jiān)測；（3）自動(dòng)報(bào)警–可通過短信、中心控制機(jī)軟件等方式報(bào)警；（4）監(jiān)測數(shù)據(jù)的管理、分析和統(tǒng)計(jì)；定期生成監(jiān)測報(bào)表；（5）互聯(lián)網(wǎng)訪問–用戶可以上網(wǎng)瀏覽實(shí)時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)和監(jiān)測報(bào)表；（6）遠(yuǎn)程控制–用戶可以通過互聯(lián)網(wǎng)、手機(jī)短信等方式控制終端設(shè)備，比如可以根據(jù)設(shè)定的時(shí)間、條件或用戶指令控制輸氧設(shè)備或水溫調(diào)節(jié)裝置；2、特點(diǎn)（1）監(jiān)測功能強(qiáng)：多種水質(zhì)參數(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測，比如水溶氧濃度，水溫等。（2）監(jiān)測效果好：相比手工監(jiān)測，自動(dòng)化監(jiān)測更及時(shí)和準(zhǔn)確。（3）建設(shè)和營運(yùn)成本低：由于采用移動(dòng)/聯(lián)通提供的GPRS/CDMA1X無線通訊網(wǎng)絡(luò)，