1.3 主要研究内容

通过具体分析人们对于水产养殖监控的具体要求，确定该设计能够实现对于溶解氧，pH值，温度，电导率等参数的实时监控并能够对历史数据和曲线趋势分析，当参数超标或出现故障时能报警，以及能实现远距离传输。将无线传感器网络技术、单片机技术、物联网技术、虚拟仪器技术相结合，从硬件方面和软件方面设计水产养殖监控系统。

硬件方面包括水质参数信号检测模块设计、处理器芯片控制模块设计、串行通信模块以及报警模块设计。

信号检测模块主要通过传感器来对温度、酸碱度、溶解氧、电导率等信息进行采集，并转换成电信号提供给处理器芯片。由于水域较大，可采用星形或树形，网状等结构对水域中各地点进行监控。整个无线传感网络分为传感器节点、汇聚节点和网关节点。

上述节点都通将通过CC2530芯片搭建而成，这些节点共同作用完成下位机的信息采集处理并实现和上位机的数据通信，具体通信方式可通过RS232/422/485或者USB等实现。

采用声光报警的方式提醒当前水质参数出现异常情况。可通过点亮发光二极管驱动蜂鸣器的方式完成。论文网

采用LabVIEW数据管理平台完成软件开发，一个LabVIEW程序包括程序框图和前面板两部分，前面板主要负责显示当前水质实时数据，程序框图完成信号的处理，以及数据的保存。

本设计系统综合分析了水产养殖的重要参数，并且提供与历史数据对比及时实数据显示，使得专业人员能够分析出其中的一些变化及问题，采用PC机作为上位机，应用LabVIEW虚拟技术开发平台，对采集到的数据进行存储、分析，显示，便于人机交互。具有可靠性高、成本低、功能多、安装方便、实用性强等优点。

2  系统设计方案分析论证

2.1 系统总体结构设计方案

本设计系统的主要功能是实现对水中氨氮值、溶解氧、电导率、pH值、水温进行监测，最终的显示面板通过对LabVIEW数据管理平台的开发应用，设计一个与常规仪器仪表类似的人机交互界面。所以，需要使用相应的传感器对这些参数进行监测，然后将这些采集到的信号送至处理器完成相应处理。在监测到异常情况时将进行报警。系统将对多点进行监测，当一处传感器节点出现故障时，其他节点能够对其进行及时的替代。整个流程是传感器节点将采集到的数据无线发送到汇聚节点，汇聚节点再将数据发送至网关，最后网关通过串口电路和上位机进行通信。使得监控人员能够及时的了解水域中的个参数值，采用LabVIEW作为上位机能够对历史数据，曲线趋势，时实数据进行分析，预防水产品可能出现发病的状况。同时传感器节点处也接有声光报警，在水域中也会发出信号使得参数异常时能及时提醒，保证水产养殖能够实现最小的浪费，最大的收益。

因此，系统硬件构成主要包括传感器节点模块、汇聚节点模块、网关节点模块、驱动报警模块、串行通信接口模块、上位机软件管理平台等。这些模块各自都有相应作用并相互连接共同实现系统功能。本设计系统的总体系统架构图如图2-1所示。

 图2-1 系统网络架构图

2.2无线通信方式选择方案

    当前比较流行的通信方式有WiFi，蓝牙，Cellular等，这些通信方式各自都有自己不同的应用领域，以下比较蓝牙和ZigBee两种通信方式[5]。

蓝牙（Bluetooth）：是由爱立信公司研制的以无线通信方式代替RS232的一种无线技术标准。它能实现楼宇个人局域网、固定设备以及移动设备之间的短距离数据交换。它能实现多个设备的连接，解决了数据同步传输的问题。文献综述