一種基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的自動(dòng)增氧監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的自動(dòng)增氧監(jiān)控系統(tǒng)，屬于自動(dòng)增氧監(jiān)控【技術(shù)領(lǐng)域】。包括無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)、通信網(wǎng)絡(luò)、匯聚節(jié)點(diǎn)和數(shù)據(jù)管理中心，匯聚節(jié)點(diǎn)通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)管理中心相連接；無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)通過(guò)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)與匯聚節(jié)點(diǎn)連接；所述的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)包括氧氣濃度傳感器、氧氣發(fā)生裝置、控制器和電源，其中氧氣濃度傳感器、控制器和氧氣發(fā)生裝置連接，氧氣濃度傳感器、控制器和氧氣發(fā)生裝置分別與電源連接。本發(fā)明利用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)大規(guī)模增氧的自動(dòng)控制，非常智能。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的自動(dòng)增氧監(jiān)控系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的自動(dòng)增氧監(jiān)控系統(tǒng)，屬于自動(dòng)增氧監(jiān)控【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，農(nóng)作物的生長(zhǎng)過(guò)程中，根部需要吸收一定的氧氣才能更好地促進(jìn)農(nóng)作物的生長(zhǎng)。而在水產(chǎn)養(yǎng)殖中，為了提高淡水魚(yú)的存活率，需要在魚(yú)塘旁設(shè)置增氧機(jī)改善水質(zhì)。
[0003]申請(qǐng)?zhí)枮?01210269765.6，申請(qǐng)日為2012年8月1日公開(kāi)了一種養(yǎng)殖池自動(dòng)增氧設(shè)備，包括增氧機(jī)，在增氧機(jī)上設(shè)置氣溫傳感器、水溫傳感器、氣壓傳感器、風(fēng)速傳感器，傳感器分別連接信號(hào)調(diào)理電路的信號(hào)輸入端，信號(hào)調(diào)理電路的信號(hào)輸出端連接單片機(jī)，單片機(jī)連接一個(gè)控制增氧機(jī)的控制器，控制器優(yōu)選自動(dòng)變頻控制器，單片機(jī)還連接一個(gè)用于設(shè)置各種參數(shù)的按鍵電路和顯示屏，傳感器、信號(hào)調(diào)理電路、單片機(jī)、驅(qū)動(dòng)電路外接不間斷電源。用戶(hù)可設(shè)置各種參數(shù)，當(dāng)氣溫、7K溫、氣壓、風(fēng)速達(dá)到預(yù)先設(shè)定的條件時(shí)，控制電路啟動(dòng)增氧機(jī)工作，增氧機(jī)工作到預(yù)先設(shè)定的時(shí)間后停止工作，可節(jié)省能源。本設(shè)備還可以通過(guò)傳感器的信號(hào)，控制增氧機(jī)的工作頻率，以適應(yīng)不同的天氣環(huán)境，達(dá)到既及時(shí)增氧又節(jié)約能源的目的。
[0004]申請(qǐng)?zhí)枮?01210004350.6，申請(qǐng)日為2012年1月9日公開(kāi)了一種用于智能增氧系統(tǒng)的提升機(jī)構(gòu)，由轉(zhuǎn)動(dòng)裝置、控制裝置以及支架裝置組成，其中，所述轉(zhuǎn)動(dòng)裝置包括依次連接的電機(jī)、偏心輪、齒條及轉(zhuǎn)動(dòng)臂；所述控制裝置包括控制電路、第一檢測(cè)電路及第二檢測(cè)電路；所述支架裝置包括防水盒、固定桿及浮球。本發(fā)明技術(shù)方案提供的用于智能增氧系統(tǒng)的提升機(jī)構(gòu)，對(duì)溶氧傳感器實(shí)行了間隙采集方式，采集數(shù)據(jù)時(shí)保證傳感器在水下一定深度進(jìn)行采集，不采集時(shí)能夠使傳感器與渾濁的水分離，從而極大地減緩了傳感器的失效時(shí)間；并且機(jī)構(gòu)在轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中，對(duì)傳感器也有一定的清洗作用。
[0005]以上增氧裝置均只能應(yīng)用到較小的區(qū)域內(nèi)，不能應(yīng)對(duì)大規(guī)模、大范圍的自動(dòng)增氧。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的自動(dòng)增氧監(jiān)控系統(tǒng)，利用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)大規(guī)模增氧的自動(dòng)控制，非常智能。
[0007]本發(fā)明為解決其技術(shù)問(wèn)題采用如下技術(shù)方案:
一種基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的自動(dòng)增氧監(jiān)控系統(tǒng)，包括無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)、通信網(wǎng)絡(luò)、匯聚節(jié)點(diǎn)和數(shù)據(jù)管理中心，匯聚節(jié)點(diǎn)通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)管理中心相連接；無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)通過(guò)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)與匯聚節(jié)點(diǎn)連接；所述的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)包括氧氣濃度傳感器、氧氣發(fā)生裝置、控制器和電源，其中氧氣濃度傳感器、控制器和氧氣發(fā)生裝置連接，氧氣濃度傳感器、控制器和氧氣發(fā)生裝置分別與電源連接；
所述氧氣濃度傳感器用于實(shí)時(shí)監(jiān)控、檢測(cè)氧氣濃度或氧氣分壓； 所述控制器用于接收數(shù)據(jù)管理中心傳輸?shù)男畔?，控制氧氣發(fā)生裝置的打開(kāi)或閉合； 所述氧氣發(fā)生裝置用于產(chǎn)生氧氣，增加氧氣濃度或氧氣分壓；
所述電源用于向氧氣濃度傳感器、控制器和氧氣發(fā)生裝置供電。
[0008]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案:所述控制器為可編程控制器。
[0009]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案:所述氧氣濃度傳感器為溶解氧傳感器。
[0010]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案:所述氧氣濃度傳感器為霍爾傳感器。
[0011]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案:所述通信網(wǎng)絡(luò)為衛(wèi)星通信網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)或移動(dòng)通信網(wǎng)。
[0012]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案:所述控制器為可編程控制器。
[0013]本發(fā)明所述一種基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的自動(dòng)增氧監(jiān)控系統(tǒng)采用以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果:
(O本發(fā)明通過(guò)將氧氣濃度傳感器安裝在需要增氧的地方構(gòu)成無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)，實(shí)時(shí)監(jiān)控檢測(cè)地氧氣濃度或氧氣分壓，并通過(guò)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)將采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送給數(shù)據(jù)管理中心，數(shù)據(jù)管理中心控制氧氣發(fā)生裝置的開(kāi)閉。
[0014](2)本發(fā)明的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)具有功耗低、成本低、效率高等特點(diǎn)。
[0015](3)本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)大范圍的無(wú)線監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)布局，且可以靈活配置氧氣發(fā)生裝置，非常適合打規(guī)模增氧自動(dòng)控制。
[0016](4)本發(fā)明的氧氣濃度傳感器采用霍爾傳感器，測(cè)量氧氣濃度或氧氣分壓，精度高、線性度好。
[0017](5)本發(fā)明的控制器采用可編程控制器時(shí)，可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1為基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的自動(dòng)增氧監(jiān)控系統(tǒng)的原理圖。
[0019]圖2為無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)處的裝置圖。

【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明創(chuàng)造做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0021]一種基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的自動(dòng)增氧監(jiān)控系統(tǒng)如圖1和2所示，包括無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)、通信網(wǎng)絡(luò)、匯聚節(jié)點(diǎn)和數(shù)據(jù)管理中心，匯聚節(jié)點(diǎn)通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)管理中心相連接；無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)通過(guò)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)與匯聚節(jié)點(diǎn)連接；所述的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)包括氧氣濃度傳感器、氧氣發(fā)生裝置、控制器和電源，其中氧氣濃度傳感器、控制器和氧氣發(fā)生裝置連接，氧氣濃度傳感器、控制器和氧氣發(fā)生裝置分別與電源連接；
所述氧氣濃度傳感器用于實(shí)時(shí)檢測(cè)氧氣濃度，并將該信息通過(guò)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)傳輸給匯聚節(jié)點(diǎn)，匯聚節(jié)點(diǎn)通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)傳輸給數(shù)據(jù)管理中心；
所述的數(shù)據(jù)管理中心用于接收通過(guò)匯聚節(jié)點(diǎn)傳輸來(lái)的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)處的信息，并與中心存儲(chǔ)的設(shè)定閾值進(jìn)行比對(duì)，進(jìn)而發(fā)布控制指令；
所述控制器用于接收數(shù)據(jù)管理中心通過(guò)匯聚節(jié)點(diǎn)傳輸?shù)目刂浦噶?，控制氧氣發(fā)生裝置的打開(kāi)或閉合；
所述氧氣發(fā)生裝置用于產(chǎn)生氧氣，增加氧氣濃度或氧氣分壓； 所述電源用于向氧氣濃度傳感器、控制器和氧氣發(fā)生裝置供電。
[0022]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案:所述控制器為可編程控制器。
[0023]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案:所述氧氣濃度傳感器為溶解氧傳感器。
[0024]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案:所述氧氣濃度傳感器為霍爾傳感器。
[0025]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案:所述通信網(wǎng)絡(luò)為衛(wèi)星通信網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)或移動(dòng)通信網(wǎng)。
[0026]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案:所述控制器為可編程控制器。
[0027]—種基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的自動(dòng)增氧監(jiān)控系統(tǒng)所采用的工作原理如下:
匯聚節(jié)點(diǎn)通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)管理中心進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)通過(guò)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)和匯聚節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；數(shù)據(jù)管理中心用于接收通過(guò)匯聚節(jié)點(diǎn)傳輸來(lái)的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)處的信息。
[0028]在每個(gè)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)布置氧氣濃度傳感器、氧氣發(fā)生裝置和電源；當(dāng)氧氣濃度傳感器檢測(cè)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)處的氧氣濃度，并將該信息通過(guò)匯聚節(jié)點(diǎn)傳輸給數(shù)據(jù)管理中心；數(shù)據(jù)管理中心將接收到的信息與中心存儲(chǔ)的信息進(jìn)行比對(duì)，進(jìn)而發(fā)布控制指令。
[0029]如果接收到的的氧氣濃度低于設(shè)定值，數(shù)據(jù)管理中心就通過(guò)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)將“打開(kāi)”信息傳輸給控制器，控制器開(kāi)啟氧氣發(fā)生裝置，氧氣發(fā)生裝置產(chǎn)生氧氣供氧；而氧氣濃度傳感器檢測(cè)氧氣濃度或氧氣分壓達(dá)到或高于設(shè)定閾值，數(shù)據(jù)管理中心通過(guò)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)將“關(guān)閉”信息傳輸給控制器，控制器關(guān)閉氧氣發(fā)生裝置，氧氣發(fā)生裝置停止供氧。
[0030]在每個(gè)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，不斷重復(fù)循環(huán)上述步驟。
[0031]本發(fā)明在每個(gè)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)布置氧氣濃度傳感器，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)處的氧氣濃度或氧氣分壓，當(dāng)節(jié)點(diǎn)處的氧氣濃度或氧氣分壓低于設(shè)定閾值，自動(dòng)打開(kāi)氧氣發(fā)生裝置，向節(jié)點(diǎn)處供氧；當(dāng)節(jié)點(diǎn)處的氧氣濃度或氧氣分壓達(dá)到或高于設(shè)定閾值，氧氣發(fā)生裝置關(guān)閉，不再供氧，非常智能，且避免了資源的浪費(fèi)。
[0032]本發(fā)明的氧氣發(fā)生裝置可以采用增氧機(jī)或增氧泵，增加節(jié)點(diǎn)處的氧氣濃度。
[0033]本發(fā)明的氧氣濃度傳感器采用霍爾傳感器，霍爾傳感器分為線型霍爾傳感器和開(kāi)關(guān)型霍爾傳感器兩種。而本發(fā)明的霍爾傳感器為線性型霍爾傳感器，由霍爾元件、線性放大器和射極跟隨器組成，它輸出模擬量。線性霍爾傳感器又可分為開(kāi)環(huán)式和閉環(huán)式。閉環(huán)式霍爾傳感器又稱(chēng)零磁通霍爾傳感器。線性霍爾傳感器主要用于交直流電流和電壓測(cè)量。采用霍爾傳感器的氧氣濃度傳感器測(cè)量氧氣濃度或氧氣分壓，精度高、線性度好。
[0034]本發(fā)明的控制器采用可編程控制器時(shí)，可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)?？删幊炭刂破魇且环N數(shù)字運(yùn)算操作的電子的電子系統(tǒng)，它采用可以編制程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在執(zhí)行存儲(chǔ)邏輯運(yùn)算和順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過(guò)數(shù)字或模擬的輸入(I)和輸出(O)接口，控制各種類(lèi)型的機(jī)械設(shè)備或生產(chǎn)過(guò)程。
[0035]可編程控制器簡(jiǎn)稱(chēng)PLC(英文全稱(chēng):Programmable Logic Controller)。從 PLC 的硬件結(jié)構(gòu)形式上，PLC可以分為整體固定I/O型，基本單元加擴(kuò)展型，模塊式，集成式，分布式5種基本結(jié)構(gòu)形式。可編程控制器包括中央處理單元、存儲(chǔ)器、.輸入輸出接口(I/O模塊)和通信接口。中央處理單元是PLC的控制中樞，是PLC的核心起神經(jīng)中樞的作用。它按照PLC系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存儲(chǔ)從編程器鍵入的用戶(hù)程序和數(shù)據(jù)；檢查電源、存儲(chǔ)器、I/O以及警戒定時(shí)器的狀態(tài)。
[0036]本發(fā)明通過(guò)將氧氣濃度傳感器安裝在需要增氧的地方構(gòu)成無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)，實(shí)時(shí)監(jiān)控檢測(cè)地氧氣濃度或氧氣分壓，并通過(guò)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)將采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送給數(shù)據(jù)管理中心，數(shù)據(jù)管理中心控制氧氣發(fā)生裝置的開(kāi)閉。
[0037]本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)大范圍的無(wú)線監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)布局，且可以靈活配置氧氣發(fā)生裝置，非常適合打規(guī)模增氧自動(dòng)控制。本發(fā)明的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)具有功耗低、成本低、效率高等特點(diǎn)。
[0038]上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式作了詳細(xì)說(shuō)明，但是本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識(shí)范圍內(nèi)，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下做出各種變化。
【權(quán)利要求】
1.一種基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的自動(dòng)增氧監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于包括無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)、通信網(wǎng)絡(luò)、匯聚節(jié)點(diǎn)和數(shù)據(jù)管理中心，匯聚節(jié)點(diǎn)通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)管理中心相連接；無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)通過(guò)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)與匯聚節(jié)點(diǎn)連接；所述的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)包括氧氣濃度傳感器、氧氣發(fā)生裝置、控制器和電源，其中氧氣濃度傳感器、控制器和氧氣發(fā)生裝置依次連接，氧氣濃度傳感器、控制器和氧氣發(fā)生裝置分別與電源連接； 所述氧氣濃度傳感器用于實(shí)時(shí)檢測(cè)氧氣濃度，并將該信息通過(guò)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)傳輸給匯聚節(jié)點(diǎn)，匯聚節(jié)點(diǎn)通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)傳輸給數(shù)據(jù)管理中心； 所述的數(shù)據(jù)管理中心用于接收通過(guò)匯聚節(jié)點(diǎn)傳輸來(lái)的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)處的信息，并與中心存儲(chǔ)的信息進(jìn)行比對(duì)，進(jìn)而發(fā)布控制指令； 所述控制器用于接收數(shù)據(jù)管理中心通過(guò)匯聚節(jié)點(diǎn)傳輸?shù)目刂浦噶?，控制氧氣發(fā)生裝置的打開(kāi)或閉合； 所述氧氣發(fā)生裝置用于產(chǎn)生氧氣，增加氧氣濃度或氧氣分壓； 所述電源用于向氧氣濃度傳感器、控制器和氧氣發(fā)生裝置供電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的自動(dòng)增氧監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述氧氣濃度傳感器為溶解氧傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的自動(dòng)增氧監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述氧氣濃度傳感器為霍爾傳感器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的自動(dòng)增氧監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述通信網(wǎng)絡(luò)為衛(wèi)星通信網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)或移動(dòng)通信網(wǎng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的自動(dòng)增氧監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述控制器為可編程控制器。
【文檔編號(hào)】G05D11/13GK104375525SQ201410637452
【公開(kāi)日】2015年2月25日 申請(qǐng)日期:2014年11月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月13日
【發(fā)明者】時(shí)國(guó)堅(jiān), 吳儼, 張軍, 孫繼通, 陳晨, 范效彰 申請(qǐng)人:無(wú)錫悟莘科技有限公司