基于ZigBee技術(shù)與cat1工業(yè)級RS485-232轉(zhuǎn)4G網(wǎng)關(guān)云服務(wù)網(wǎng)箱養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)

目前,網(wǎng)箱養(yǎng)殖水質(zhì)環(huán)境監(jiān)測主要采用以下三種方式:

(1)憑靠養(yǎng)殖戶的經(jīng)驗,對水體環(huán)境進行評判,這不僅需要養(yǎng)殖人員不間斷地看管,而且也不準(zhǔn)確容易出錯。

(2)使用專業(yè)儀器取樣檢測的方法,需要較長的檢測周期和較高的檢測成本,不僅付出很多的人力物力,還不能實時獲取水質(zhì)環(huán)境的狀態(tài)。

3)通過架設(shè)監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn),但由于現(xiàn)場環(huán)境復(fù)雜、分布廣泛、網(wǎng)箱數(shù)目眾多等難點問題,使得現(xiàn)場布線施工困難,成本較高,線路容易老化、腐蝕,維護成本高,難以得到大范圍的推廣。

為解決傳統(tǒng)網(wǎng)箱養(yǎng)殖水質(zhì)檢測周期長、實時性差、數(shù)據(jù)誤差大、維修成本高等問題,我司設(shè)計了一種基于無線網(wǎng)關(guān)與ZigBee進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)纳詈＞W(wǎng)箱養(yǎng)殖水質(zhì)與環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)。

該系統(tǒng)主要通過水質(zhì)傳感器獲取網(wǎng)箱內(nèi)海水的溫度、鹽度、濁度、pH以及溶氧等水質(zhì)參數(shù)。

系統(tǒng)總體框架設(shè)計

系統(tǒng)通過引入無線網(wǎng)絡(luò),構(gòu)建了三層復(fù)合網(wǎng)絡(luò),分別為底層、中繼層、頂層。底層是由傳感器節(jié)點構(gòu)成,傳感器節(jié)點采集網(wǎng)箱水環(huán)境參數(shù),打包和發(fā)送數(shù)據(jù)以及響應(yīng)遠(yuǎn)程控制指令等功能,并對執(zhí)行機構(gòu)進行控制:中繼層具備匯集和上傳各種傳感器節(jié)點數(shù)據(jù)、轉(zhuǎn)發(fā)遠(yuǎn)程控制指令等功能,將各個網(wǎng)箱水環(huán)境參數(shù)整合,通過GPRS移動網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到Web服務(wù)器存儲到相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫中;頂層通過后臺系統(tǒng)實現(xiàn)對網(wǎng)箱養(yǎng)殖現(xiàn)場監(jiān)測的分析、決策等功能。

系統(tǒng)組成

數(shù)據(jù)采集器

串口ZigBee網(wǎng)關(guān)設(shè)備通過（RS232或者485）連接到溫度傳感器、pH傳感器等傳感器，采集到的數(shù)據(jù)通過Zigbee傳輸?shù)絲igbee物聯(lián)網(wǎng)4G網(wǎng)關(guān)。

WGT2408Z-R是廣州曉網(wǎng)電子出品的串口ZigBee網(wǎng)關(guān)設(shè)備，具備最大+8dBm輸出功率，視傳輸離可達(dá)500米(@5dbi天線)，工作頻段2.380GHz~2.500Ghz，除ZlgBee的16個標(biāo)準(zhǔn)通道外，還有9個擴展頻段，可以有效避開WIFI、藍(lán)牙等其他2.4G信號干擾。

無線傳輸設(shè)備

4G網(wǎng)關(guān)的作用是實現(xiàn)串口ZigBee網(wǎng)關(guān)設(shè)備信號和后臺服務(wù)器信號的交互，通過TCP/UDP方式開發(fā)，無縫的接入后臺服務(wù)器軟件。

WGT2420Z-4G一端是需要安裝手機SIM卡的4G網(wǎng)絡(luò)，一端是ZigBee網(wǎng)絡(luò)，經(jīng)過簡單配置，即可實現(xiàn)兩種網(wǎng)絡(luò)之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和通訊。

曉網(wǎng)云平臺

曉網(wǎng)云平臺結(jié)合了的物聯(lián)網(wǎng)、云計算、傳感器、自動控制等, 用戶只需要專注于軟件/軟件界面開發(fā)，無需硬件開發(fā)，無需接觸底層數(shù)據(jù)，讓開發(fā)更簡單、更快速，滿足個性化需求。在瀏覽器或手機客戶端實時顯示海水的溫度、鹽度、濁度、pH以及溶氧等水質(zhì)參數(shù)，通過無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、移動通訊網(wǎng)絡(luò)等信息傳輸網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳輸給云平臺上進行處理，用戶可以通過互聯(lián)網(wǎng)或手機實時監(jiān)控網(wǎng)箱各個水質(zhì)參數(shù)的變化情況。