一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的自動增氧監(jiān)控方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的自動增氧監(jiān)控方法，屬于自動增氧監(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)作物的生長過程中，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。而在水產(chǎn)養(yǎng)殖中，為了提高淡水魚的存活率，需要在魚塘旁設(shè)置增氧機(jī)改善水質(zhì)。
[0003]申請?zhí)枮?01210269765.6，申請日為2012年8月I日公開了一種養(yǎng)殖池自動增氧設(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調(diào)理電路的信號輸入端，信號調(diào)理電路的信號輸出端連接單片機(jī)，單片機(jī)連接一個控制增氧機(jī)的控制器，控制器優(yōu)選自動變頻控制器，單片機(jī)還連接一個用于設(shè)置各種參數(shù)的按鍵電路和顯示屏，傳感器、信號調(diào)理電路、單片機(jī)、驅(qū)動電路外接不間斷電源。用戶可設(shè)置各種參數(shù)，當(dāng)氣溫、水溫、氣壓、風(fēng)速達(dá)到預(yù)先設(shè)定的條件時，控制電路啟動增氧機(jī)工作，增氧機(jī)工作到預(yù)先設(shè)定的時間后停止工作，可節(jié)省能源。本設(shè)備還可以通過傳感器的信號，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)到既及時增氧又節(jié)約能源的目的。
[0004]申請?zhí)枮?01210004350.6，申請日為2012年I月9日公開了一種用于智能增氧系統(tǒng)的提升機(jī)構(gòu)，由轉(zhuǎn)動裝置、控制裝置以及支架裝置組成，其中，所述轉(zhuǎn)動裝置包括依次連接的電機(jī)、偏心輪、齒條及轉(zhuǎn)動臂；所述控制裝置包括控制電路、第一檢測電路及第二檢測電路；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)，對溶氧傳感器實(shí)行了間隙采集方式，采集數(shù)據(jù)時保證傳感器在水下一定深度進(jìn)行采集，不采集時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間；并且機(jī)構(gòu)在轉(zhuǎn)動的過程中，對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)對大規(guī)模、大范圍的自動增氧。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了解決上述問題，本發(fā)明提出了一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的自動增氧監(jiān)控方法，利用無線網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)大規(guī)模增氧的自動控制，非常智能。
[0007]本發(fā)明為解決其技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案:
一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的自動增氧監(jiān)控方法，包括如下步驟:
(1)在每個無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)布置氧氣濃度傳感器、氧氣發(fā)生裝置、控制器和電源；
(2)采用氧氣濃度傳感器實(shí)時檢測無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)處的氧氣濃度，通過匯聚節(jié)點(diǎn)將該信息傳輸給數(shù)據(jù)管理中心；
(3)數(shù)據(jù)管理中心根據(jù)檢測時的季節(jié)、天氣狀況、時間點(diǎn)以及數(shù)據(jù)管理中心存儲的溶氧濃度變化曲線實(shí)時生成各節(jié)點(diǎn)當(dāng)前環(huán)境溶氧濃度需求值，并與無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)傳輸?shù)臋z測值進(jìn)行比對計(jì)算，并通過匯聚節(jié)點(diǎn)向該對應(yīng)節(jié)點(diǎn)的控制器發(fā)布控制指令，包括運(yùn)行時間和運(yùn)行頻率；
(4)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)處的控制器通過匯聚節(jié)點(diǎn)接收到數(shù)據(jù)管理中心傳輸過來的控制指令，打開氧氣發(fā)生裝置，并根據(jù)控制信息控制氧氣發(fā)生裝置的運(yùn)行時間和運(yùn)行頻率；
(5)當(dāng)運(yùn)行時間到達(dá)時，控制器關(guān)閉氧氣發(fā)生裝置，氧氣發(fā)生裝置停止供氧；
(6 )在每個無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，不斷重復(fù)循環(huán)步驟(2 ) —( 5 )。
[0008]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案:所述氧氣發(fā)生裝置為葉輪式增氧機(jī)。
[0009]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。
[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)或移動通Ih網(wǎng)。
[0012]本發(fā)明所述一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的自動增氧監(jiān)控方法采用以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果:
(I)本發(fā)明通過將氧氣濃度傳感器安裝在需要增氧的地方構(gòu)成無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，實(shí)時監(jiān)控檢測地氧氣濃度或氧氣分壓，并通過無線傳感器網(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)生裝置的開閉。
[0013](2)本發(fā)明的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)具有功耗低、成本低、效率高等特點(diǎn)。
[0014](3)本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)大范圍的無線監(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)模增氧自動控制。
[0015](4)本發(fā)明的氧氣濃度傳感器采用霍爾傳感器，測量氧氣濃度或氧氣分壓，精度高、線性度好。
[0016](5)本發(fā)明的控制器采用可編程控制器時，可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面對本發(fā)明創(chuàng)造做進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0018]一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的自動增氧監(jiān)控方法，包括如下步驟:
(1)在每個無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)布置氧氣濃度傳感器、氧氣發(fā)生裝置、控制器和電源；
(2)采用氧氣濃度傳感器實(shí)時檢測無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)處的氧氣濃度，通過匯聚節(jié)點(diǎn)將該信息傳輸給數(shù)據(jù)管理中心；
(3)數(shù)據(jù)管理中心根據(jù)檢測時的季節(jié)、天氣狀況、時間點(diǎn)以及數(shù)據(jù)管理中心存儲的溶氧濃度變化曲線實(shí)時生成各節(jié)點(diǎn)當(dāng)前環(huán)境溶氧濃度需求值，并與無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)傳輸?shù)臋z測值進(jìn)行比對計(jì)算，并通過匯聚節(jié)點(diǎn)向該對應(yīng)節(jié)點(diǎn)的控制器發(fā)布控制指令，包括運(yùn)行時間和運(yùn)行頻率；
(4)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)處的控制器通過匯聚節(jié)點(diǎn)接收到數(shù)據(jù)管理中心傳輸過來的控制指令，打開氧氣發(fā)生裝置，并根據(jù)控制信息控制氧氣發(fā)生裝置的運(yùn)行時間和運(yùn)行頻率；
(5)當(dāng)運(yùn)行時間到達(dá)時，控制器關(guān)閉氧氣發(fā)生裝置，氧氣發(fā)生裝置停止供氧；
(6 )在每個無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，不斷重復(fù)循環(huán)步驟(2 ) —( 5 )。
[0019]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案:所述氧氣發(fā)生裝置為葉輪式增氧機(jī)。
[0020]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。
[0021]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。
[0022]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)或移動通Ih網(wǎng)。
[0023]本發(fā)明在每個無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)布置氧氣濃度傳感器，可以實(shí)時監(jiān)測節(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，自動打開氧氣發(fā)生裝置，向節(jié)點(diǎn)處供氧，且根據(jù)檢測時的季節(jié)、天氣狀況、時間點(diǎn)控制氧氣發(fā)生裝置的運(yùn)行時間和運(yùn)行頻率；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)。
[0024]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。
[0025]本發(fā)明使用增氧機(jī)向水體增加溶氧,這涉及到氧氣的溶解度和溶解速率問題。溶解度包括水溫、氧分壓2個因素。而這都取決于季節(jié)、天氣狀況、增氧的時間點(diǎn)。通常情況，夏秋季節(jié)，白天水溫高，生物活動量大，耗氧多。陰雨天，浮游植物光合作用弱，池水溶氧不足，易引起浮頭。
[0026]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環(huán)式和閉環(huán)式。閉環(huán)式霍爾傳感器又稱零磁通霍爾傳感器。線性霍爾傳感器主要用于交直流電流和電壓測量。采用霍爾傳感器的氧氣濃度傳感器測量氧氣濃度或氧氣分壓，精度高、線性度好。
[0027]本發(fā)明的控制器采用可編程控制器時，可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)。可編程控制器是一種數(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器，用來在執(zhí)行存儲邏輯運(yùn)算和順序控制、定時、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過數(shù)字或模擬的輸入(I)和輸出(O)接口，控制各種類型的機(jī)械設(shè)備或生產(chǎn)過程。
[0028]可編程控制器簡稱PLC(英文全稱: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?？删幊炭刂破靼ㄖ醒胩幚韱卧⒋鎯ζ?、.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從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù)；檢查電源、存儲器、I/O以及警戒定時器的狀態(tài)。
[0029]本發(fā)明通過將氧氣濃度傳感器安裝在需要增氧的地方構(gòu)成無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，實(shí)時監(jiān)控檢測地氧氣濃度或氧氣分壓，并通過無線傳感器網(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)生裝置的開閉。
[0030]本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)大范圍的無線監(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)模增氧自動控制。本發(fā)明的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)具有功耗低、成本低、效率高等特點(diǎn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的自動增氧監(jiān)控方法，其特征在于，包括如下步驟: (1)在每個無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)布置氧氣濃度傳感器、氧氣發(fā)生裝置、控制器和電源； (2)采用氧氣濃度傳感器實(shí)時檢測無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)處的氧氣濃度，通過匯聚節(jié)點(diǎn)將該信息傳輸給數(shù)據(jù)管理中心； (3)數(shù)據(jù)管理中心根據(jù)檢測時的季節(jié)、天氣狀況、時間點(diǎn)以及數(shù)據(jù)管理中心存儲的溶氧濃度變化曲線實(shí)時生成各節(jié)點(diǎn)當(dāng)前環(huán)境溶氧濃度需求值，并與無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)傳輸?shù)臋z測值進(jìn)行比對計(jì)算，并通過匯聚節(jié)點(diǎn)向?qū)?yīng)節(jié)點(diǎn)的控制器發(fā)布控制指令，包括運(yùn)行時間和運(yùn)行頻率； (4)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)處的控制器通過匯聚節(jié)點(diǎn)接收到數(shù)據(jù)管理中心傳輸過來的控制指令，打開氧氣發(fā)生裝置，并根據(jù)控制信息控制氧氣發(fā)生裝置的運(yùn)行時間和運(yùn)行頻率； (5)當(dāng)運(yùn)行時間到達(dá)時，控制器關(guān)閉氧氣發(fā)生裝置，氧氣發(fā)生裝置停止供氧； (6 )在每個無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，不斷重復(fù)循環(huán)步驟(2 ) —( 5 )。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的自動增氧監(jiān)控方法，其特征在于，所述控制器為可編程控制器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的自動增氧監(jiān)控方法，其特征在于所述氧氣發(fā)生裝置為葉輪式增氧機(jī)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的自動增氧監(jiān)控方法，其特征在于所述氧氣濃度傳感器為霍爾傳感器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的自動增氧監(jiān)控方法，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)或移動通信網(wǎng)。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的自動增氧監(jiān)控方法，屬于自動增氧方法技術(shù)領(lǐng)域。該方法通過在每個無線傳感器網(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；氧氣濃度傳感器檢測節(jié)點(diǎn)處的氧氣濃度或氧氣分壓控制氧氣發(fā)生裝置的開閉。本發(fā)明利用無線網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)大規(guī)模增氧的自動控制，非常智能。
【IPC分類】G05D11-13
【公開號】CN104571163
【申請?zhí)枴緾N201410637574
【發(fā)明人】吳儼, 時國堅(jiān), 張軍, 孫繼通
【申請人】無錫悟莘科技有限公司
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2014年11月13日