基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

王春明　王翔宇　繆明

摘要：設(shè)計(jì)了一種基于ZigBee無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的水產(chǎn)養(yǎng)殖水質(zhì)環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，主要由協(xié)調(diào)器模塊、終端傳感器節(jié)點(diǎn)模塊、上位機(jī)系統(tǒng)和移動(dòng)應(yīng)用系統(tǒng)等部分組成。傳感器終端節(jié)點(diǎn)選用TI公司的CC2530作為主處理器芯片，在Z-Stack協(xié)議棧的基礎(chǔ)上組建無(wú)線(xiàn)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)。在上位機(jī)及移動(dòng)終端上實(shí)現(xiàn)了水溶氧、水溫、pH值等環(huán)境狀態(tài)的監(jiān)控功能。

關(guān)鍵詞：水質(zhì)監(jiān)控；物聯(lián)網(wǎng)；Z-Stack協(xié)議棧；CC2530

中圖分類(lèi)號(hào)：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2015）22-0154-04

Abstract： Design a aquaculture water quality monitoring system based on ZigBee wireless sensor network. The system consists mainly by the coordinator module， terminal sensor node module， epigynous machine and mobile application etc. Sensor terminal node chooses CC2530 of TI company as the main processor chips， To set up the Wireless monitoring network based on the Z-Stack protocol stack. The epigynous machine and the mobile terminal has realized the monitoring function that to monitor the water dissolved oxygen， temperature and pH value.

Key words： Water quality monitoring； IoT； Z-Stack Protocol； CC2530

隨著水產(chǎn)養(yǎng)殖規(guī)模的不斷擴(kuò)大，傳統(tǒng)的靠經(jīng)驗(yàn)來(lái)管理水產(chǎn)養(yǎng)殖水質(zhì)狀況已無(wú)法適應(yīng)生產(chǎn)實(shí)際需求，實(shí)施智能監(jiān)控水溶氧含量、pH值、溫度以及水位等環(huán)境狀態(tài)已經(jīng)非常重要。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是信息技術(shù)的有一次革命，在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域中，以ZigBee技術(shù)為核心的無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)是一種基于IEEE802.15.4協(xié)議的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功耗微小、數(shù)據(jù)傳輸速率較低并且成本低廉的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一的短距離無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)，非常適用于環(huán)境監(jiān)測(cè)、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、醫(yī)療與健康保護(hù)、家庭自動(dòng)化、智能建筑、智能交通系統(tǒng)、工業(yè)控制等方面[1]。

ZigBee網(wǎng)絡(luò)包含三種類(lèi)型的節(jié)點(diǎn)，即協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)、路由節(jié)點(diǎn)和終端傳感器節(jié)點(diǎn)。一個(gè)ZigBee網(wǎng)絡(luò)首先必須包含一個(gè)承擔(dān)網(wǎng)絡(luò)管理功能的協(xié)調(diào)器，負(fù)責(zé)啟動(dòng)網(wǎng)絡(luò)、配置網(wǎng)絡(luò)成員地址、維護(hù)節(jié)點(diǎn)的綁定關(guān)系表等；路由節(jié)點(diǎn)在網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)或簇狀網(wǎng)絡(luò)中存在，實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)的功能；終端節(jié)點(diǎn)作為無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的邊緣設(shè)備，通過(guò)其配置的傳感器及控制端口直接對(duì)環(huán)境狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控。

將無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)引入到規(guī)?；O(shè)施水產(chǎn)養(yǎng)殖中，構(gòu)建基于無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境遠(yuǎn)程智能化測(cè)控系統(tǒng)，是水產(chǎn)規(guī)?；B(yǎng)殖發(fā)展的必然趨勢(shì)[2]。

1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。系統(tǒng)采用ZigBee無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控水產(chǎn)養(yǎng)殖水質(zhì)環(huán)境狀態(tài)，主要由協(xié)調(diào)器模塊、終端傳感器節(jié)點(diǎn)模塊、上位機(jī)系統(tǒng)和移動(dòng)應(yīng)用系統(tǒng)等部分組成[3]。

系統(tǒng)的具體主要工作過(guò)程如下：首先由協(xié)調(diào)器創(chuàng)建ZigBee網(wǎng)絡(luò)，然后等待終端傳感器節(jié)點(diǎn)加入網(wǎng)絡(luò)。終端傳感器節(jié)點(diǎn)上電后，會(huì)自動(dòng)查找并加入已由協(xié)調(diào)器創(chuàng)建的ZigBee網(wǎng)絡(luò)，并將自身的網(wǎng)絡(luò)地址發(fā)送給協(xié)調(diào)器。協(xié)調(diào)器把傳感器節(jié)點(diǎn)的相關(guān)信息通過(guò)串口RS232發(fā)送給上位機(jī)進(jìn)行保存。

網(wǎng)絡(luò)組建成功后，由上位機(jī)負(fù)責(zé)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的管控，包括：設(shè)置傳感器采樣時(shí)間間隔、設(shè)置增氧泵的啟停閥值以及設(shè)置移動(dòng)應(yīng)用服務(wù)器的相關(guān)功能。

各個(gè)終端節(jié)點(diǎn)在上位機(jī)的指令控制下工作。當(dāng)上位機(jī)想要獲取終端節(jié)點(diǎn)的傳感器數(shù)值時(shí)，只需按程序操作，通過(guò)串口向協(xié)調(diào)器發(fā)送相應(yīng)的測(cè)量指令，協(xié)調(diào)器會(huì)通過(guò)ZigBee無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)向有關(guān)終端節(jié)點(diǎn)發(fā)出測(cè)量啟動(dòng)命令。傳感器終端節(jié)點(diǎn)模塊收到來(lái)自協(xié)調(diào)器的測(cè)量命令后，開(kāi)始進(jìn)行環(huán)境參數(shù)測(cè)量，最終將測(cè)量數(shù)據(jù)通過(guò)經(jīng)過(guò)ZigBee無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)經(jīng)協(xié)調(diào)器發(fā)送到上位管理機(jī)，上位管理機(jī)根據(jù)預(yù)先設(shè)定的監(jiān)控策略進(jìn)行相應(yīng)處理并顯示測(cè)量結(jié)果。

本系統(tǒng)中ZigBee模塊選用TI公司成熟的無(wú)線(xiàn)射頻芯片CC2530作為核心處理器，該射頻芯片功能強(qiáng)大，是一款符合IEEE802.15.4規(guī)范的SoC系統(tǒng)解決方案。ZigBee模塊在TI公司的無(wú)線(xiàn)收發(fā)模塊CC2591的協(xié)作下，借助ZigBee網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)底層數(shù)據(jù)的更長(zhǎng)距離傳輸，完成數(shù)據(jù)采集與命令傳遞。

2 協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)

協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)是ZigBee無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的控制中心，它一方面負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)起、相關(guān)參數(shù)的設(shè)定、信息的管理與維護(hù)以及確定無(wú)線(xiàn)通信信道、設(shè)置網(wǎng)絡(luò)通道標(biāo)識(shí)碼（PANID） 、配置無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)描述文件（Profile文件）、對(duì)請(qǐng)求加入網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)作出響應(yīng)，還要完成網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的綁定和網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部地址的分配等工作；另一方面，協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)還要及時(shí)接收終端節(jié)點(diǎn)發(fā)來(lái)的環(huán)境測(cè)量數(shù)據(jù)，將這些收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行匯集出理后按規(guī)定的數(shù)據(jù)格式上傳給上位管理機(jī)，還要接收由上位機(jī)下達(dá)給終端節(jié)點(diǎn)的諸如啟停增氧泵等操作的伺服命令。

協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)主要由射頻芯片CC2530處理器模塊、射頻前端模塊、串口通信模塊、LED狀態(tài)指示燈、晶振時(shí)序控制模塊、電源狀態(tài)監(jiān)控模塊以及其他外設(shè)接口模塊組成[4]。協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)的主要硬件電路原理框圖如圖2 所示。

LED狀態(tài)指示模塊用來(lái)指示無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)。CC2591是TI公司提供的與CC2530配套的2.4GHz的射頻功放前端，可使射頻輸出功率達(dá)到22分貝。協(xié)調(diào)器采用標(biāo)準(zhǔn)RS232串口與上位機(jī)進(jìn)行通訊。

協(xié)調(diào)器模塊處理器芯片CC2530集成了2.4 GHz的射頻收發(fā)器、增強(qiáng)型工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的8051MCU、內(nèi)置256 KB可編程FLASH存儲(chǔ)器、8KB的RAM存儲(chǔ)器，含有豐富的的外設(shè)，包括2個(gè)USART、21個(gè)通用GPIO和1個(gè)12位ADC。CC2530支持TI公司的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧Z-Stack，這樣可以有效提高開(kāi)發(fā)效率，開(kāi)發(fā)者只需關(guān)注應(yīng)用層的設(shè)計(jì)。

為了增加通信距離，RF前端采用了TI公司針對(duì)低功耗與低電壓無(wú)線(xiàn)應(yīng)用的高性?xún)r(jià)比的2.4GHz RF前端射頻芯片CC2591。該芯片內(nèi)部集成有增益為+22dBm的功率放大器（PA）、RF匹配網(wǎng)絡(luò)、平衡/不平衡轉(zhuǎn)換電路和低噪聲放大器（LNA）等。CC2591可用在所有2.4GHzISM系統(tǒng)等無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)。使用CC2591只需使用較少的外圍電路就可以有效地改善無(wú)線(xiàn)射頻通信性能，實(shí)現(xiàn)高功率輸出，達(dá)到增加無(wú)線(xiàn)通信距離的目的。

對(duì)于CC2591的3個(gè)使能控制，HGM_EN、PA_EN 、LNA_EN分別與CC2530的P0_7、P1_1、P1_4相連。其中，控制高增益模式HGM_EN的P0_7可以由任意的GPIO代替，但要注意的是另外兩個(gè)引腳接法不能改動(dòng)，因?yàn)樗鼈兎謩e映射到系統(tǒng)協(xié)議棧內(nèi)部接口和寄存器。

3 終端傳感器節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)

終端傳感器節(jié)點(diǎn)接有溶氧、pH值、溫度、水位等傳感器，處理器采用CC2530、無(wú)線(xiàn)射頻通信采用CC2591模塊。終端模塊是本系統(tǒng)的基本構(gòu)成單元，完成水質(zhì)環(huán)境數(shù)據(jù)的采集和傳輸以及對(duì)伺服系統(tǒng)的控制。

傳感器節(jié)點(diǎn)也是采用CC2530F256芯片外接CC2591功放模塊。CC2530處理器把采集的數(shù)據(jù)通過(guò)CC2591功放芯片發(fā)給協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)。終端傳感器節(jié)點(diǎn)硬件主要部分設(shè)計(jì)原理如圖3所示。

終端節(jié)點(diǎn)中的溶解氧傳感器采用性能穩(wěn)定的PPM級(jí)在線(xiàn)溶解氧電極（DOG-209F）。該型溶解氧傳感器的測(cè)量范圍是0-20mg/L，測(cè)量誤差±0.1 mg/L。該溶解氧傳感器運(yùn)行穩(wěn)定可靠，適用于大面積水產(chǎn)養(yǎng)殖溶解氧的連續(xù)測(cè)定。

終端節(jié)點(diǎn)中的溫度傳感器系統(tǒng)采用美國(guó)Dallas半導(dǎo)體公司的數(shù)字式溫度傳感器DS18B20。專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的傳感器采用不銹鋼外殼封裝，防水防潮，同時(shí)采用導(dǎo)熱性高的密封膠灌封，保證了溫度傳感器的高靈敏性，極小的溫度延遲。DS18B20采用單總線(xiàn)（1-Wire）通信傳輸協(xié)議，無(wú)需A/D轉(zhuǎn)換，直接輸出的是被測(cè)溫度數(shù)字值，測(cè)溫范圍為-55℃～+125℃，測(cè)量分辨率為0.0625℃。該傳感器運(yùn)行穩(wěn)定，非常適合于水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境的實(shí)時(shí)溫度測(cè)量。

終端節(jié)點(diǎn)中的pH 值傳感器選用WQ201型號(hào)的pH值傳感器探頭。整個(gè)WQ201傳感器部件使用環(huán)氧樹(shù)脂灌封在不銹鋼柱體內(nèi)。根據(jù)需要，傳感器采用數(shù)十米長(zhǎng)的海洋級(jí)電纜連接，該pH值測(cè)量探頭采用3線(xiàn)制，輸出范圍為4～20mA。

水位傳感器選用投入式液位傳感器（PY201型），其工作基本原理是將一定水位高度的壓力轉(zhuǎn)換成4～20mA標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)，該型水位傳感器采用不銹鋼焊封結(jié)構(gòu)，適用于河流、養(yǎng)殖池塘等的液位測(cè)控。

4 ZigBee無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)軟件設(shè)計(jì)

ZigBee協(xié)議建立在IEEE 802.15.4協(xié)議之上，采用分層設(shè)計(jì)的技術(shù)架構(gòu)。IEEE802.15.4定義了低速率無(wú)線(xiàn)個(gè)域網(wǎng)（LR-WPAN）的物理層（PHY）和介質(zhì)訪(fǎng)問(wèn)控制層（MAC） 規(guī)范。ZigBee協(xié)議在底層協(xié)議（IEEE802.15.4）的基礎(chǔ)上，增加了應(yīng)用層（APS）和網(wǎng)絡(luò)層（NWK）協(xié)議規(guī)范?？梢哉f(shuō)，ZigBee協(xié)議是對(duì)IEEE802.15.4協(xié)議的擴(kuò)充和細(xì)化。ZigBee協(xié)議采用分層設(shè)計(jì)的好處是每一層只負(fù)責(zé)自己的事務(wù)，數(shù)據(jù)傳輸更加透明和高效[5]。

ZigBee網(wǎng)絡(luò)類(lèi)似于GSM或CDMA網(wǎng)絡(luò)，其數(shù)據(jù)傳輸模塊如同移動(dòng)通信的網(wǎng)絡(luò)基站。在一個(gè)完整的ZigBee網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，各個(gè)ZigBee無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間可以相互通信，通訊距離隨著天線(xiàn)選用和空間開(kāi)闊程度可從標(biāo)準(zhǔn)的75米到幾百米甚至幾公里，并且支持無(wú)限擴(kuò)展。美國(guó)TI公司提供的Z-Stack協(xié)議棧完美地實(shí)現(xiàn)了ZigBee協(xié)議的全部功能。

本項(xiàng)目系統(tǒng)采用IAR Embedded Workbench For8051開(kāi)發(fā)環(huán)境，在TI公司提供的Z-Stack基礎(chǔ)協(xié)議棧上，編寫(xiě)了協(xié)調(diào)器模塊和終端節(jié)點(diǎn)模塊的應(yīng)用程序，這樣，可以提高開(kāi)發(fā)效率，保證系統(tǒng)性能穩(wěn)定和可靠運(yùn)行。上位機(jī)監(jiān)控程序用C#語(yǔ)言編寫(xiě)。系統(tǒng)涉及的軟件主要包括協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)程序、終端節(jié)點(diǎn)程序、上位機(jī)程序以及移動(dòng)應(yīng)用服務(wù)器程序。協(xié)調(diào)器與終端節(jié)點(diǎn)軟件設(shè)計(jì)流程如圖4所示。

協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)軟件是在Z-Stack協(xié)議棧的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的，包括ZigBee協(xié)議棧中諸如網(wǎng)絡(luò)號(hào)（PanID）及通道號(hào)的配置、ZigBee網(wǎng)絡(luò)組建、終端節(jié)點(diǎn)綁定和應(yīng)用層業(yè)務(wù)軟件的開(kāi)發(fā) [6]。協(xié)調(diào)器上電后，首先運(yùn)行對(duì)CC2530的初始化程序，發(fā)起新建一個(gè)新的無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)。如果網(wǎng)絡(luò)組建成功，當(dāng)有終端節(jié)點(diǎn)加入網(wǎng)絡(luò)后，協(xié)調(diào)器為該終端節(jié)點(diǎn)分配網(wǎng)絡(luò)地址，則進(jìn)入應(yīng)用業(yè)務(wù)層流程工作，其軟件流程如圖4（a）所示。

終端節(jié)點(diǎn)也是由射頻處理器芯片（CC2530）中燒寫(xiě)Z-Stack協(xié)議棧構(gòu)成，負(fù)責(zé)監(jiān)測(cè)水溶氧濃度、pH值、水溫和水位等各種養(yǎng)殖環(huán)境參數(shù)，并能接收上位機(jī)的控制指令進(jìn)行相關(guān)的控制操作。

終端傳感器節(jié)點(diǎn)能自動(dòng)搜索并加入由協(xié)調(diào)器創(chuàng)建的網(wǎng)絡(luò)，首先向協(xié)調(diào)器發(fā)出請(qǐng)求綁定的信息，協(xié)調(diào)器對(duì)該綁定請(qǐng)求作出響應(yīng)，終端完成與網(wǎng)絡(luò)的綁定。之后，終端節(jié)點(diǎn)會(huì)定時(shí)將測(cè)量到的水溶氧、水溫、pH值等數(shù)據(jù)經(jīng)由無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)發(fā)給協(xié)調(diào)器。如果在通信過(guò)程中，與協(xié)調(diào)器“失聯(lián)”，終端傳感器節(jié)點(diǎn)則解除這一綁定，重復(fù)搜索網(wǎng)絡(luò)并建立新的綁定。一般情況下，終端傳感器節(jié)點(diǎn)多數(shù)時(shí)間處于休眠狀態(tài)，只有當(dāng)接收到協(xié)調(diào)器傳來(lái)的測(cè)量命令或程序中設(shè)定的定時(shí)中斷觸發(fā)時(shí)，才會(huì)被喚醒進(jìn)入正常工作模式。終端將測(cè)量的環(huán)境數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)發(fā)給協(xié)調(diào)器，協(xié)調(diào)器將這些數(shù)據(jù)通過(guò)串口上傳到上位機(jī)，由上位機(jī)進(jìn)行整個(gè)系統(tǒng)的管理和控制。其軟件流程如圖4（b）所示。

5 上位機(jī)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

上位機(jī)管理界面可以為管理人員清楚地提供傳感器所在位置、水溶氧濃度、pH值和水溫等數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程無(wú)線(xiàn)測(cè)量和控制，工作人員能夠在上位機(jī)上方便地對(duì)增氧泵進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)工作界面如圖5所示。

上位機(jī)監(jiān)控平臺(tái)接收從水產(chǎn)養(yǎng)殖池塘傳來(lái)的測(cè)量數(shù)據(jù)并及時(shí)存入數(shù)據(jù)庫(kù)，監(jiān)控平臺(tái)實(shí)時(shí)顯示監(jiān)測(cè)到的環(huán)境狀態(tài)。數(shù)據(jù)庫(kù)中保存的歷史數(shù)據(jù)可用于進(jìn)行技術(shù)分析、輔助決策等需要。

水質(zhì)環(huán)境對(duì)魚(yú)蝦養(yǎng)殖的影響很大，本系統(tǒng)針對(duì)南美白對(duì)蝦的水質(zhì)需求，實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理水質(zhì)環(huán)境。系統(tǒng)提供了設(shè)置水質(zhì)參數(shù)報(bào)警與控制閥值的功能，上位機(jī)在收到來(lái)自養(yǎng)殖現(xiàn)場(chǎng)終端的水質(zhì)測(cè)量數(shù)據(jù)后，一方面進(jìn)行動(dòng)態(tài)顯示，另一方面與閾值比對(duì)，如果超出閥值范圍，則發(fā)出聲光報(bào)警與短信提示信息，同時(shí)向相關(guān)終端節(jié)點(diǎn)發(fā)出控制命令，啟動(dòng)增氧泵等伺服設(shè)備。這樣，管理人員可以方便地觀(guān)測(cè)和掌控遠(yuǎn)端養(yǎng)殖現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境狀況，保證水質(zhì)處于適宜魚(yú)蝦生長(zhǎng)的良好狀態(tài)。

至于移動(dòng)應(yīng)用服務(wù)器的設(shè)計(jì)，其功能與上位計(jì)算機(jī)一致，相關(guān)信息可在手機(jī)等移動(dòng)設(shè)備上顯示，用戶(hù)可通過(guò)手機(jī)實(shí)時(shí)掌控現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)。

6 系統(tǒng)測(cè)試

在對(duì)協(xié)調(diào)器、終端模塊及上位機(jī)模塊的各項(xiàng)功能進(jìn)行聯(lián)調(diào)后，本系統(tǒng)已安裝在江蘇沿海某南美白對(duì)蝦養(yǎng)殖基地。南美白對(duì)蝦原產(chǎn)于南美洲沿海，具有生長(zhǎng)速度快，抗病力強(qiáng)等養(yǎng)殖優(yōu)勢(shì)，二十世紀(jì)八十年代末由南美洲引入我國(guó)，先后在江蘇、廣東、廣西等省沿海區(qū)域大量推廣養(yǎng)殖。

南美白對(duì)蝦能在水溫10℃～40℃水域中生存，最適宜水溫為20℃～30℃。南美白對(duì)蝦對(duì)水質(zhì)要求較高，尤其要求水體溶氧充足。人工養(yǎng)殖南美白對(duì)蝦水體溶氧度一般控制在5mg/L以上，這樣對(duì)其生長(zhǎng)更為有利，南美白對(duì)蝦的窒息點(diǎn)為0.8mg/L左右。對(duì)水體pH值控制在7～8.5之間。

在養(yǎng)殖池塘安放了四個(gè)終端測(cè)控節(jié)點(diǎn)，一個(gè)網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)，養(yǎng)殖池塘與監(jiān)控室相距2公里左右，其中某一池塘的部分監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)如表1所示。

7 結(jié)語(yǔ)

養(yǎng)魚(yú)即養(yǎng)水，水產(chǎn)養(yǎng)殖本質(zhì)上是對(duì)水質(zhì)的有效養(yǎng)護(hù)。傳統(tǒng)的人工養(yǎng)護(hù)方式對(duì)水質(zhì)因素的變化反應(yīng)遲鈍，往往是等到池塘里的魚(yú)蝦出現(xiàn)異?，F(xiàn)象時(shí)，才感到水質(zhì)發(fā)生了問(wèn)題。如果采用人工方式，不斷地對(duì)水質(zhì)進(jìn)行抽樣檢測(cè)，則必然會(huì)增加人工成本。本系統(tǒng)采用物聯(lián)網(wǎng)無(wú)線(xiàn)測(cè)控技術(shù)，在上位機(jī)上實(shí)時(shí)顯示養(yǎng)殖池塘水質(zhì)狀況，配合參數(shù)閾值設(shè)置與報(bào)警功能，給水產(chǎn)養(yǎng)殖水質(zhì)監(jiān)控提供了科學(xué)先進(jìn)的管理方法和手段，達(dá)到減少風(fēng)險(xiǎn)、增加效益的目的。

本文在介紹ZigBee無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)相關(guān)知識(shí)的基礎(chǔ)上，以TI公司的射頻芯片CC2530為硬件基礎(chǔ)，闡述了無(wú)線(xiàn)傳感器監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的模塊構(gòu)成、工作原理及工作流程，介紹了各模塊的件設(shè)計(jì)方法。經(jīng)測(cè)試，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，測(cè)量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，操控方便可靠，具有組網(wǎng)容易，安裝維護(hù)快捷方便、成本低廉、易于普及等優(yōu)點(diǎn)。

本文介紹的技術(shù)在水產(chǎn)養(yǎng)殖水質(zhì)監(jiān)控、智能農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)控等領(lǐng)域具有良好的推廣應(yīng)用價(jià)值。

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