2.6 传感器节点设计方案论证 14

2.7 网关节点设计方案论证 15

2.8 通信接口方案论证 16

3 系统硬件设计 17

3.1 传感器信号调理模块设计 17

3.2 声光报警模块电路设计 18

3.3 串行通信模块设计 19

3.4 CC2530最小系统设计 20

3.5 电源模块设计 21

3.6 JTAG下载接口模块设计 22

4 系统软件设计 23

4.1 传感器节点程序设计 23

4.2 汇聚节点程序设计 24

4.3 网关节点程序设计 25

4.4 LabVIEW数据管理平台设计 26

5 总结 30

附录 31

参考文献 33

致谢 35

1 绪论

1.1 研究目的和意义  

近些年，我国水产养殖行业疾速发展。但是，目前大多数水产养殖户仍旧在使用传统的养殖方法，生产效率低、技术落后[1]。随着控制技术和计算机技术的快速发展，数字化技术可以为水产养殖业提供便利、高效的管理平台，有效地解决现在数字化程度低管理落后的问题。

在水产养殖中，水质在很大程度上决定着鱼虾等水产品的产量。养殖集约化给水体环境提出更为严格的要求，不断促进着水质时实监测与管理设备的发展、完善。水质监测系统对与水产养殖的产量意义重大，该系统主要负责当前水质情况的信息采集，以便了解当前水质是否适合水产品生长，使得用户能及时采取相应措施。同时系统的智能化使得它能及时给出警报，并提供了与历史数据的比较，更方便用户对于水产养殖实现集约化管理[2]。

本设计课题在综合分析了我国水产养殖业的不足的前提下，通过充分的分析论证，采用虚拟仪器技术，无线传感器技术、单片机技术，物联网提出了基于LabVIEW的水产养殖水质监测系统设计。该系统可以实现历史数据趋势分析，以及当前的温度、酸碱度、溶解氧、电导率、氨氮值等环境因子的测量。克服了传统的不能进行水质实时监测的缺点。具有可靠性高、成本低、便于维护、安装方便、实用性强等优点。

1.2 国内外研究现状

我国水质监测产品的研究和开发起始于上世纪末，其生产技术经过一段时间发展以获得一定成就，并已出具规模。如西安交通大学研发出国内第一台水质监测仪，它能同时监测COD、pH和氨氮等3个参数；上海的雷磁公司生产出了能监测pH、电导率、溶解氧和水温等4个参数的水质检测器；东方德北科研中心研制出的仪器更是能够同时监测浊度、溶氧量、pH、水温和浊度等五个常规参数[3]。

国外对于水质监测产品的研发时间更早，技术更加成熟完善。德国、加拿大、挪威、美国等发达国家更是几乎使用所有技术来发展水质监控。并将其应用在控制水温、增加溶氧量、消毒和水体进化等方面，自动化程度相当高。其中挪威的水产养殖相当典型，它的鲑鱼养殖技术领先全球，各水产养殖环境参数都有相应的仪器监控设备完成测量，完全实现了科学化管理。近些年，美国提出高密度水质监控程序控制技术。它把水质监控技术系统分为工业程序控制系统和通用控制系统，分别完成自身的软件控制和鱼类生活环境控制[4]。