深海网箱养殖区域水质与环境监测系统
发布时间：2022-12-05 02:51
海洋生态环境的不断恶化给传统渔业发展带来了严峻挑战,为了满足人民对海产品日益增长的需求,因此深海网箱养殖技术在国家有关部门的支持下得到了迅速发展。但因赤潮等自然灾害、环境污染而造成的水体变化,而导致水产品大量死亡,给渔民造成巨大经济损失。由此本文对深海网箱养殖的水质环境监测设备进行研究,通过阅读相关文献,了解到国内外同类设备功能单一,功耗大,部署维护困难,且价格昂贵,不适用于国内深海网箱养殖现状。针对上述问题,本文设计了一套基于无线网桥与ZigBee技术的深海网箱养殖区域水质与环境监测系统,实现了对深海网箱养殖区域内各个监测节点水体的温度、PH、溶氧、盐度等信息和水下水面实时视频图像数据的实时采集、远程传输、显示等功能,并结合主控MCU睡眠模式与自适应调节节点采样周期算法的方法,降低节点功耗,达到了延长系统使用周期的效果。本文首先确定了系统总体结设计方案,并从数据传输网络、系统硬件、系统软件三个方面分别进行了详细设计与实现。通过对比不同数据传输方案,结合北海渔场现场环境,设计数据传输网络以及系统通信协议。系统硬件主要是对水质数据采集模块与数据汇聚中心模块进行详细电路设计。系统软件主要是...
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 课题来源
1.2 课题研究背景与意义
1.3 国内外研究现状
1.3.1 国外研究现状
1.3.2 国内研究现状
1.4 本文主要研究内容及工作
1.5 本章小结
2 系统总体方案设计
2.1 系统总体方案框架
2.2 数据传输网络方案设计
2.3 系统硬件方案设计
2.3.1 数据汇聚中心模块方案设计
2.3.2 水质数据采集与存储模块方案设计
2.4 系统软件方案设计
2.4.1 系统软件设计需求
2.4.2 系统通信协议设计
2.4.2.1 系统通信协议概述
2.4.2.2 系统数据帧设计
2.4.3 嵌入式软件方案设计
2.4.4 岸基监控终端软件方案设计
2.5 本章小结
3 系统硬件设计与实现
3.1 数据汇聚中心模块电路
3.1.1 电压转化单元电路
3.1.2 MCU核心电路
3.1.3 电压测量电路
3.1.4 串口通信电路
3.1.5 SD卡存储电路
3.1.6 开关控制电路
3.1.7 CAN通信电路
3.2 水质数据采集与存储模块电路
3.2.1 4-20mA信号采集电路设计
3.2.2 温度传感器电路设计
3.2.3 PH传感器信号调理电路设计
3.3 本章小结
4 系统软件设计与实现
4.1 数据汇聚中心嵌入式软件设计与实现
4.1.1 开关控制程序设计
4.1.2 状态信息获取程序设计
4.1.3 数据存储程序设计
4.1.4 CAN通信软件设计
4.1.5 低功耗模式程序
4.2 数据采集与存储模块嵌入式软件设计与实现
4.2.1 自适应调节节点采样周期算法设计
4.2.2 水质数据采集程序设计
4.3 岸基监控终端软件设计与实现
4.3.1 监控终端软件框架设计
4.3.2 监控终端软件显示界面设计
4.3.3 监控终端软件后端功能设计
4.3.3.1 数据处理程序设计
4.3.3.2 盐度测量程序设计
4.3.3.3 数据库存储软件设计
4.4 本章小结
5 系统调试
5.1 系统硬件调试
5.2 系统软件调试
5.2.1 数据传输网络测试
5.2.1.1 ZIGBEE组网测试
5.2.1.2 无线网桥组网测试
5.2.2 水质数据采集单元测试
5.2.3 系统低功耗设计测试
5.2.4 岸基监控终端软件测试
5.3 室外整体调试
5.4 本章小结
6 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
致谢
参考文献
附录
作者在读期间发表的学术论文及参加的科研项目
科研项目
发表论文
发表专利
软件著作
学科竞赛
本文编号：3709520
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 课题来源
1.2 课题研究背景与意义
1.3 国内外研究现状
1.3.1 国外研究现状
1.3.2 国内研究现状
1.4 本文主要研究内容及工作
1.5 本章小结
2 系统总体方案设计
2.1 系统总体方案框架
2.2 数据传输网络方案设计
2.3 系统硬件方案设计
2.3.1 数据汇聚中心模块方案设计
2.3.2 水质数据采集与存储模块方案设计
2.4 系统软件方案设计
2.4.1 系统软件设计需求
2.4.2 系统通信协议设计
2.4.2.1 系统通信协议概述
2.4.2.2 系统数据帧设计
2.4.3 嵌入式软件方案设计
2.4.4 岸基监控终端软件方案设计
2.5 本章小结
3 系统硬件设计与实现
3.1 数据汇聚中心模块电路
3.1.1 电压转化单元电路
3.1.2 MCU核心电路
3.1.3 电压测量电路
3.1.4 串口通信电路
3.1.5 SD卡存储电路
3.1.6 开关控制电路
3.1.7 CAN通信电路
3.2 水质数据采集与存储模块电路
3.2.1 4-20mA信号采集电路设计
3.2.2 温度传感器电路设计
3.2.3 PH传感器信号调理电路设计
3.3 本章小结
4 系统软件设计与实现
4.1 数据汇聚中心嵌入式软件设计与实现
4.1.1 开关控制程序设计
4.1.2 状态信息获取程序设计
4.1.3 数据存储程序设计
4.1.4 CAN通信软件设计
4.1.5 低功耗模式程序
4.2 数据采集与存储模块嵌入式软件设计与实现
4.2.1 自适应调节节点采样周期算法设计
4.2.2 水质数据采集程序设计
4.3 岸基监控终端软件设计与实现
4.3.1 监控终端软件框架设计
4.3.2 监控终端软件显示界面设计
4.3.3 监控终端软件后端功能设计
4.3.3.1 数据处理程序设计
4.3.3.2 盐度测量程序设计
4.3.3.3 数据库存储软件设计
4.4 本章小结
5 系统调试
5.1 系统硬件调试
5.2 系统软件调试
5.2.1 数据传输网络测试
5.2.1.1 ZIGBEE组网测试
5.2.1.2 无线网桥组网测试
5.2.2 水质数据采集单元测试
5.2.3 系统低功耗设计测试
5.2.4 岸基监控终端软件测试
5.3 室外整体调试
5.4 本章小结
6 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
致谢
参考文献
附录
作者在读期间发表的学术论文及参加的科研项目
科研项目
发表论文
发表专利
软件著作
学科竞赛
本文编号：3709520
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/xinxigongchenglunwen/3709520.html