【正文】 同時對于保護自然環(huán)境和節(jié)約能源也起到了積極的作用?？傊?,)有了檢測技術(shù)，工廠化漁業(yè)生產(chǎn)才可能向大規(guī)模、高水平、高質(zhì)量發(fā)展。因此，工廠化水產(chǎn)養(yǎng)殖要提高產(chǎn)量、增加生產(chǎn)的穩(wěn)定性就離不開監(jiān)測技術(shù)。 本課題的研究目的及意義在工廠化水產(chǎn)養(yǎng)殖的關(guān)鍵技術(shù)中主要涉及智能水質(zhì)檢(監(jiān))控、健康養(yǎng)殖管理和數(shù)字化物流等，其中水質(zhì)監(jiān)控是實現(xiàn)健康養(yǎng)殖的關(guān)鍵環(huán)節(jié)[7]。養(yǎng)殖工藝也只有簡單的調(diào)溫、飼料加工、人工投料、一般性的觀察和檢測，大部分是靠人工手動操作，處于一種普通流水和溫流水養(yǎng)魚的一種過渡形式，屬于工廠化養(yǎng)魚的初級階段[5]。我國目前現(xiàn)行的工廠化養(yǎng)魚設(shè)施設(shè)備相當(dāng)簡陋，只有一般的提水動力設(shè)備、充氣泵、沉淀池、重力式無伐過濾池、調(diào)溫池、養(yǎng)魚車間、開放式流水管伐等。 國外的工廠化水產(chǎn)養(yǎng)殖是以高密度的網(wǎng)箱養(yǎng)魚而開始的，經(jīng)過60、70年代的不斷發(fā)展，一些發(fā)達國家為了優(yōu)化環(huán)境、節(jié)約能源和水資源，已不在大規(guī)模開挖養(yǎng)魚池，而是出臺經(jīng)濟、財政、金融、立法等相應(yīng)政策來推動工廠化養(yǎng)魚。工廠化水產(chǎn)養(yǎng)殖廣義地來講（魚、蝦、水生生物）是指利用現(xiàn)代科技武裝起來的半自動化或全自動化養(yǎng)殖系統(tǒng)，在小水體中進行高密度養(yǎng)殖水生生物的一種先進的，無污染的商業(yè)化養(yǎng)殖方式；狹義的定義應(yīng)該是指采用現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)和現(xiàn)代生物學(xué)技術(shù)相結(jié)合，在半自動或全自動的系統(tǒng)中高密度養(yǎng)殖（包括育苗）優(yōu)質(zhì)魚、蝦、貝，并對全過程實行半封閉或全關(guān)(好像多個“關(guān)”字)封閉管理的一種無污染、商業(yè)性和科學(xué)化的養(yǎng)殖生產(chǎn)方式。然而我國又是一個水產(chǎn)弱國，水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)主要沿用消耗大量資源和粗放式經(jīng)營的傳統(tǒng)方式，基本上還是一個靠天吃飯的行業(yè)，它不可避免地受到氣候、水質(zhì)變化等自然環(huán)境的影響和制約，并且產(chǎn)量低，養(yǎng)殖品種單調(diào)。(這邊句子順序應(yīng)該顛倒一下：并在誤差允許范圍內(nèi)，與水參數(shù)實際值接近)整個系統(tǒng)的實時性和穩(wěn)定性都比較好，具有廣闊的應(yīng)用前景。在系統(tǒng)軟件設(shè)計部分，首先對ZigBee協(xié)議做了簡單介紹；然后闡述了各層協(xié)議的功能及任務(wù)，其中著重介紹了應(yīng)用層的程序設(shè)計；在此基礎(chǔ)上本文設(shè)計了傳感節(jié)點的軟件、協(xié)調(diào)器節(jié)點的軟件以及串口通信軟件；最后介紹了VB遠程監(jiān)控中心軟件的設(shè)計。然后根據(jù)系統(tǒng)的實際應(yīng)用進行了功能和性能需求分析，提出了系統(tǒng)設(shè)計(的)整體方案。ZigBee是近年來興起的一種低復(fù)雜度、低成本、低功耗、低速率和高可靠性的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)；而GPRS技術(shù)是一種傳輸范圍廣、傳輸速率高的無線通信技術(shù)，基于此，本文提出了ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)與GPRS傳輸網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的水產(chǎn)養(yǎng)殖無線遠程監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計。摘 要隨著水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的快速發(fā)展，傳統(tǒng)的池塘養(yǎng)殖模式正在被工廠化水產(chǎn)養(yǎng)殖取代。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。學(xué)位論文作者簽名： 導(dǎo)師簽名： 簽字日期： 年 月 日 簽字日期： 年 月 日獨 創(chuàng) 性 聲 明本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨立進行研究工作所取得的成果。保 密 ， 在 年解密后適用本授權(quán)書。分類號： 密級： 公開 UDC注1： 編號： 碩 士 學(xué) 位 論 文基于ZigBee和GPRS技術(shù)的水產(chǎn)養(yǎng)殖遠程無線監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用研究Application Research on Wireless Remote Monitoring system in Aquaculture指 導(dǎo) 教 師 劉星橋 教授 作 者 姓 名 程立強 申請學(xué)位級別 碩 士 學(xué)科(專業(yè)) 農(nóng)業(yè)電氣化與自動化 論文提交日期 2012年4月 論文答辯日期 2012年6月 學(xué)位授予單位和日期 江蘇大學(xué) 2012年6月 答辯委員會主席______________評閱人______________學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)江蘇大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部內(nèi)容或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。本學(xué)位論文屬于不保密 。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容以外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。本人完全意識到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。在工廠化水產(chǎn)養(yǎng)殖的關(guān)鍵技術(shù)中主要涉及智能水質(zhì)檢(監(jiān))控、健康養(yǎng)殖管理和數(shù)字化物流等，其中水質(zhì)監(jiān)控是實現(xiàn)健康養(yǎng)殖的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。本文首先介紹了ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)和GPRS技術(shù)的相關(guān)知識，并介紹了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀。在系統(tǒng)硬件電路部分，分別設(shè)計了常規(guī)水質(zhì)參數(shù)調(diào)理電路，選取了單片機CC2430作為ZigBee無線通信模塊核心處理器，設(shè)計了其外圍接口電路，包括RS232串行接口電路、液晶顯示接口電路等，最后完成了GPRS模塊設(shè)計。在系統(tǒng)構(gòu)建和功能測試部分，首先對調(diào)理電路進行標(biāo)定實驗，得到各參數(shù)擬合公式；然后用AT指令對GPRS模塊進行配置，實現(xiàn)ZigBee/IP網(wǎng)關(guān)功能；最后是功能測試，經(jīng)過反復(fù)實驗表明現(xiàn)場液晶顯示數(shù)據(jù)同遠程監(jiān)控中心接收數(shù)據(jù)保持一致，并與水參數(shù)實際值接近，在誤差允許范圍內(nèi)。關(guān)鍵詞：ZigBee，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，GPRS，水產(chǎn)養(yǎng)殖，CC2430ABSTRACTWith the increasing development of aquaculture, Traditional pondfarming model is giving way to industrial aquaculture. Its key technologies involve intelligent water quality control, good aquacultural management, digitization logistics and so on. Among them, intelligent water quality monitoring is the crucial link that achieves health culture.ZigBee technology is a new wireless network munication technology with features of easy structure, low power consumption, low rate, low cost and high reliability. GPRS technology has the remarkable advantages such as strong broad scope, quick transmission speed and so on. Just based on these, this paper presents a design project bined GPRS with ZigBee technology in order Wireless remote monitoring of aquacultural water environment.This paper first introduces the fundamental knowledge of ZigBee WSN and GPRS, and proposes the whole project after analyzing functional and performance requirements, according to the practical application of the system.In the hardware design of monitoring network, processing circuses of general parameters are designed respectively, the chip CC2430 is selected as core processor of ZigBee Wireless Sensor Networks and peripheral interface circuits of CC2430 are designed including RS232 serial interface circuit , liquid display interface circuit and so on. In the end, the design of GPRS munication module is acplished.In the software design, firstly, a brief introduction on ZigBee Stack is given, secondly, function and task of every layer are illuminated. Particularly application layer program is introduced. On the ground, the software of sensor node, Coordinator node and serial munication is designed . In the end, the software of VB remote monitoring center is designed.In functional testing and construction of the system, firstly,the fitting formulas of parameters are obtained by calibration experiments for processing , GPRS module is Configured by AT instructions in order to realize ZigBee/IP gateway functions. The last section is functional testing. The experimental results prove The local data keep identical with remote data that monitoring center receives,furthermore, it is near actual value within acceptable error range. Realtime and stability of system are quite good and the system has the good practical value and application prospect.Keywords: Wireless sensor network, ZigBee, GPRS, CC2430, aquaculture目錄摘 要 4ABSTRACT 5目錄 6第一章 緒論 8 引言 8 本課題的研究目的及意義 9 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)介紹 10 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的概念 10 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的通信標(biāo)準(zhǔn) 11 ZigBee技術(shù)的優(yōu)勢[23] 13 GPRS通信技術(shù)簡介 14 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 15 國外研究現(xiàn)狀 15 國內(nèi)研究現(xiàn)狀 15 本文的結(jié)構(gòu)安排 16第二章 系統(tǒng)的整體設(shè)計 18 系統(tǒng)的需求分析 18 系統(tǒng)功能需求分析 18 系統(tǒng)性能需求分析 19 系統(tǒng)的布局結(jié)構(gòu) 19 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計 20 傳感器節(jié)點設(shè)計 20 協(xié)調(diào)器節(jié)點設(shè)計 21 ZigBee網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計 22 GPRS傳輸網(wǎng)絡(luò) 23 遠程監(jiān)控中心設(shè)計 23 本章小結(jié) 24第三章 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計 25 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計概述 25 傳感器模塊設(shè)計 25 亞硝酸鹽調(diào)理電路設(shè)計 25 溫度調(diào)理電路設(shè)計 28 鹽度調(diào)理電路設(shè)計 29 溶解氧調(diào)理電路設(shè)計 32 PH調(diào)理電路設(shè)計 35 渾濁度調(diào)理電路設(shè)計 37 ZigBee無線通信模塊設(shè)計 40 串口通信模塊設(shè)計 42 液晶顯示模塊設(shè)計 43 GPRS模塊設(shè)計 44 GPRS模塊硬件設(shè)計 44 GPRS模塊的選擇 46 本章小結(jié) 46第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計 47 ZigBee協(xié)議棧 47 ZigBee協(xié)議框架 48 應(yīng)用層 48 應(yīng)用匯聚層 52 網(wǎng)絡(luò)層 52 數(shù)據(jù)鏈路層 53 物理層 53 傳感器節(jié)點軟件設(shè)計 54 協(xié)調(diào)器節(jié)點軟件設(shè)計 56 串行通信軟件設(shè)計 57 VB遠程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計 58 VB與GPRS的通信程序設(shè)計 59 數(shù)據(jù)庫設(shè)計 63 本章小結(jié) 67第五章 系統(tǒng)實驗測試 68 標(biāo)定實驗 68 亞硝酸鹽的標(biāo)定 69 溫度的標(biāo)定 70 鹽度的標(biāo)定 71 PH的標(biāo)定 72 濁度的標(biāo)定 74 溶氧的標(biāo)定 76 GPRS模塊配置 76 現(xiàn)場檢測儀表的測試 78 遠程監(jiān)控中心功能測試 81 本章小結(jié) 83第六章 總結(jié)與展望 84 本文工作總