海洋生態(tài)環(huán)境的不斷惡化給傳統(tǒng)漁業(yè)發(fā)展帶來了嚴(yán)峻挑戰(zhàn),為了滿足人民對海產(chǎn)品日益增長的需求,因此深海網(wǎng)箱養(yǎng)殖技術(shù)在國家有關(guān)部門的支持下得到了迅速發(fā)展。但因赤潮等自然災(zāi)害、環(huán)境污染而造成的水體變化,而導(dǎo)致水產(chǎn)品大量死亡,給漁民造成巨大經(jīng)濟(jì)損失。由此本文對深海網(wǎng)箱養(yǎng)殖的水質(zhì)環(huán)境監(jiān)測設(shè)備進(jìn)行研究,通過閱讀相關(guān)文獻(xiàn),了解到國內(nèi)外同類設(shè)備功能單一,功耗大,部署維護(hù)困難,且價格昂貴,不適用于國內(nèi)深海網(wǎng)箱養(yǎng)殖現(xiàn)狀。針對上述問題,本文設(shè)計(jì)了一套基于無線網(wǎng)橋與ZigBee技術(shù)的深海網(wǎng)箱養(yǎng)殖區(qū)域水質(zhì)與環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了對深海網(wǎng)箱養(yǎng)殖區(qū)域內(nèi)各個監(jiān)測節(jié)點(diǎn)水體的溫度、PH、溶氧、鹽度等信息和水下水面實(shí)時視頻圖像數(shù)據(jù)的實(shí)時采集、遠(yuǎn)程傳輸、顯示等功能,并結(jié)合主控MCU睡眠模式與自適應(yīng)調(diào)節(jié)節(jié)點(diǎn)采樣周期算法的方法,降低節(jié)點(diǎn)功耗,達(dá)到了延長系統(tǒng)使用周期的效果。本文首先確定了系統(tǒng)總體結(jié)設(shè)計(jì)方案,并從數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)、系統(tǒng)硬件、系統(tǒng)軟件三個方面分別進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。通過對比不同數(shù)據(jù)傳輸方案,結(jié)合北海漁場現(xiàn)場環(huán)境,設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)以及系統(tǒng)通信協(xié)議。系統(tǒng)硬件主要是對水質(zhì)數(shù)據(jù)采集模塊與數(shù)據(jù)匯聚中心模塊進(jìn)行詳細(xì)電路設(shè)計(jì)。系統(tǒng)軟件主要是... 

【文章頁數(shù)】：85 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
1 緒論
    1.1 課題來源
    1.2 課題研究背景與意義
    1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 國外研究現(xiàn)狀
        1.3.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
    1.4 本文主要研究內(nèi)容及工作
    1.5 本章小結(jié)
2 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)
    2.1 系統(tǒng)總體方案框架
    2.2 數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)方案設(shè)計(jì)
    2.3 系統(tǒng)硬件方案設(shè)計(jì)
        2.3.1 數(shù)據(jù)匯聚中心模塊方案設(shè)計(jì)
        2.3.2 水質(zhì)數(shù)據(jù)采集與存儲模塊方案設(shè)計(jì)
    2.4 系統(tǒng)軟件方案設(shè)計(jì)
        2.4.1 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)需求
        2.4.2 系統(tǒng)通信協(xié)議設(shè)計(jì)
            2.4.2.1 系統(tǒng)通信協(xié)議概述
            2.4.2.2 系統(tǒng)數(shù)據(jù)幀設(shè)計(jì)
        2.4.3 嵌入式軟件方案設(shè)計(jì)
        2.4.4 岸基監(jiān)控終端軟件方案設(shè)計(jì)
    2.5 本章小結(jié)
3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
    3.1 數(shù)據(jù)匯聚中心模塊電路
        3.1.1 電壓轉(zhuǎn)化單元電路
        3.1.2 MCU核心電路
        3.1.3 電壓測量電路
        3.1.4 串口通信電路
        3.1.5 SD卡存儲電路
        3.1.6 開關(guān)控制電路
        3.1.7 CAN通信電路
    3.2 水質(zhì)數(shù)據(jù)采集與存儲模塊電路
        3.2.1 4-20mA信號采集電路設(shè)計(jì)
        3.2.2 溫度傳感器電路設(shè)計(jì)
        3.2.3 PH傳感器信號調(diào)理電路設(shè)計(jì)
    3.3 本章小結(jié)
4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
    4.1 數(shù)據(jù)匯聚中心嵌入式軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
        4.1.1 開關(guān)控制程序設(shè)計(jì)
        4.1.2 狀態(tài)信息獲取程序設(shè)計(jì)
        4.1.3 數(shù)據(jù)存儲程序設(shè)計(jì)
        4.1.4 CAN通信軟件設(shè)計(jì)
        4.1.5 低功耗模式程序
    4.2 數(shù)據(jù)采集與存儲模塊嵌入式軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
        4.2.1 自適應(yīng)調(diào)節(jié)節(jié)點(diǎn)采樣周期算法設(shè)計(jì)
        4.2.2 水質(zhì)數(shù)據(jù)采集程序設(shè)計(jì)
    4.3 岸基監(jiān)控終端軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
        4.3.1 監(jiān)控終端軟件框架設(shè)計(jì)
        4.3.2 監(jiān)控終端軟件顯示界面設(shè)計(jì)
        4.3.3 監(jiān)控終端軟件后端功能設(shè)計(jì)
            4.3.3.1 數(shù)據(jù)處理程序設(shè)計(jì)
            4.3.3.2 鹽度測量程序設(shè)計(jì)
            4.3.3.3 數(shù)據(jù)庫存儲軟件設(shè)計(jì)
    4.4 本章小結(jié)
5 系統(tǒng)調(diào)試
    5.1 系統(tǒng)硬件調(diào)試
    5.2 系統(tǒng)軟件調(diào)試
        5.2.1 數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)測試
            5.2.1.1 ZIGBEE組網(wǎng)測試
            5.2.1.2 無線網(wǎng)橋組網(wǎng)測試
        5.2.2 水質(zhì)數(shù)據(jù)采集單元測試
        5.2.3 系統(tǒng)低功耗設(shè)計(jì)測試
        5.2.4 岸基監(jiān)控終端軟件測試
    5.3 室外整體調(diào)試
    5.4 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄
    作者在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及參加的科研項(xiàng)目
        科研項(xiàng)目
        發(fā)表論文
        發(fā)表專利
        軟件著作
        學(xué)科競賽



本文編號：3709520