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伴著國民生活品質的提高以及飲食結構的改善，漁業產品在我國國民食物供給體系中占的比例越來越大。我國水產養殖行業絕大部分是采用淡水池塘養殖的方式。在廣西黨委、人民政府下發的文件《關于加快開發水產資源大力發展水產業的決定》后，經過政府的積極調動下，廣西水產養殖業發展迅疾。為了促進水產養殖業的發展，同時維護水環境的生態平衡，急切需要采取現代化科學技術提高水產養殖的智能在線監控。因此，借助智能環境傳感器、無線傳感網絡與大數據分析應用與預測等技術，設計面向水產養殖環境因子在線監控系統，實現水產養殖模式向綠色、高效、專業、系統的可持續發展方向轉變，能夠為水產養殖業提供一定程度的便捷和可控性。

系統總體結構

本系統基于溫度，PH值等水環境因子環境采集傳感器、無線傳感器技術、GPRS無線通信技術、云服務器、大數據分析等結合了網絡客戶端綜合成的面向水產養殖的智能水質檢測系統。系統的總體結構如圖1所示。系統主要由水質監測終端、GRPS無線通信、服務器等核心部件構成。水質監測終端主要進行溶氧量、PH值、溫度、濁度等各項水質參數的采集。終端集成了多元環境因子采集模塊，不間斷地對水質基本參數進行采集。然后通過無線傳感器網絡將采集水質參數傳輸至匯聚節點。匯聚節點再通過GPRS無線傳輸將信息傳送至云端服務器。云端服務器對信息進行存儲管理并以友好的界面展示給用戶。

水質監測終端設計

水質監測終端由多元環境因子采集模塊、主控模塊和電源模塊組成，主要用于環境因子信息的采集、處理和發送收集到的環境因子監測數據以及位置、時間等信息，其結構如圖2所示。多元環境因子采集模塊包括溫度傳感器、水質濁度傳感器、ph值傳感器等環境因子傳感器及信號調理電路。主控模塊主要包括MCU嵌入式處理器、GPS模塊、時鐘及GPRS模塊。電源模塊包括電池充放電管理電路、充電電池及太陽能電池板，用于對監測節點進行供電。環境因子傳感器陣列將水體中的水質信息經過信號調理電路后發送到嵌入式處理器進行處理，同時，嵌入式處理器通過時鐘獲取當前水環境信息收集時的時間信息、通過GPS模塊獲取監測終端的位置信息，然后將水環境中的各項參數信息采集時間及位置等信息使用主控模塊進行處理之后，通過GPRS模塊由GPRS網絡發送到水質監測管理系統。

水產養殖環境監測終端軟件處理流程圖

如圖3所示，主要分為數據接收模塊和數據發送兩個板塊。終端運行后，首先進行初始化，并自動進行組網。數據接收模塊通過設置GPIO和設置內部中斷及時接收多元環境因子采集模塊的信息，并通過ADC數模轉換技術轉化為數字信號，數字信號被接受之后通過嵌入式代碼進行數據轉換。然后再將轉換后的數據進行打包，通過無線通信模塊將打包好的數據多跳傳至服務器。GPRS模塊的控制使用串口發送的特定指令控制，包括GPRS的開啟和撥號等內容，串口發送的指令通過嵌入式處理程序進行自動控制。上位機管理系統面向水產養殖環境因子在線監控系統上位機管理系統主要實現對監控信息及相應設備的存儲、分析、管理。系統結合百度地圖api，使監控界面以地形圖方式展示。上位機管理系統主要有設備管理、數據查詢、系統設置、告警信息、用戶管理五個模塊，主頁面如圖4所示。

結束語

本文闡述了一套可普遍應用于基層水環境在線監測與數據遠程傳輸、處理的水質監測平臺系統。該系統通過將終端發送給服務器的數據展示給客戶端，使得養殖人員所需要的數據能夠得到及時的反饋，保證了養殖場的正常運作以及問題的及時通告。系統采用無線通信技術，保證了設備終端的便攜性、實用性和靈活性，在現實生活的實用方面有著極強的積極作用。

作者：徐敏 劉長鳳 李麗珠 謝一林 熊開斌 單位：桂林電子科技大學