專利名稱：水產(chǎn)養(yǎng)殖多功能測控無線網(wǎng)絡系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種水產(chǎn)養(yǎng)殖的測控設備。
水產(chǎn)養(yǎng)殖的關鍵是監(jiān)測與控制其養(yǎng)殖環(huán)境條件，例如水溫、水深、鹽度、溶解氧、PH值、透明度等等因素的變化。
本發(fā)明的目的在于提供一種多功能的測控水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境條件的無線網(wǎng)絡系統(tǒng)。
本發(fā)明包括主機與終端裝置。主機包括微型計算機和輸入輸出設備、接口、調(diào)制解調(diào)器和收發(fā)訊機等。微機的輸入、輸出設備通過接口與微機連接，微機通過通訊接口與調(diào)制解調(diào)器連接，調(diào)制解調(diào)器與收發(fā)訊機連接。
終端裝置包括密封浮箱、拉桿、聯(lián)結體、平衡重物、傳感器保護外罩、傳感器、電子線路與傳輸電纜。密封浮箱的箱體放置終端裝置的電子線路，其底座中心固定鹽度比重傳感器，且底座上設有貫通的電纜孔，密封浮箱的外殼上部設有固定拉桿一端的固定物，密封浮箱使終端裝置具有穩(wěn)定而平衡的浮力。拉桿為多節(jié)可伸縮結構(類似于拉桿天線)。聯(lián)結體的上部為一圓盤體，圓盤體中心下方有一連接管，連接管的下方設一罩體;圓盤體的底部用于安裝傳感器，圓盤體的外周設有固定拉桿另一端的固定物，連接管中可放置鹽度比重傳感器，罩體里放置平衡重物。傳感器保護外罩的上開口與聯(lián)結體的圓盤體套合。多節(jié)可伸縮拉桿可保證當拉伸拉桿時，密封浮箱與聯(lián)結體拉開一定的距離，以便調(diào)整監(jiān)測某一水深的參數(shù)。聯(lián)結體的圓盤體也是安裝傳感器的底座，也是傳感器電纜與密封浮箱內(nèi)電子線路電纜連接的過渡體。所說的電子線路包括多路模擬開關、放大器、A/D轉(zhuǎn)換器、單片微型機、固態(tài)繼電器、顯示器、調(diào)制解調(diào)器和收發(fā)訊機等部分。傳感器的輸出經(jīng)多路模擬開關送放大器，放大器的輸出接A/D轉(zhuǎn)換器，A/D轉(zhuǎn)換器的輸出與單片微型機連接，單片微型機的輸出端分別與顯示器、固態(tài)繼電器和調(diào)制解調(diào)器的調(diào)制信號輸入端連接，單片微型機還與調(diào)制解調(diào)器的解調(diào)信號輸出端連接，調(diào)制解調(diào)器再與收發(fā)訊機連接。
主機負責遙測終端的數(shù)據(jù)，例如水的溶解氧、深度、鹽度、溫度、透明度……，并將取得的這些數(shù)據(jù)進行分析、處理、顯示和打印，若有超出基準線，則發(fā)出聲音報警，并及時發(fā)出控制命令進行處理和修改給定的參數(shù)。
終端負責采集(定時或?qū)崟r)水中的有關數(shù)據(jù)，并與主機送來的參數(shù)進行比較，及時輸出數(shù)據(jù)進行控制，若發(fā)現(xiàn)超出給定參數(shù)的范圍，便發(fā)出聲、光報警信號。每次測得的數(shù)據(jù)都將送往主機。
主機終端的聯(lián)系是通過雙方的收發(fā)訊機進行無線通訊來達到。主機輸出的命令和遙測得到的數(shù)據(jù)是由通訊接口芯片來完成的。例如8251可編程通訊接口既是一種通用導步收發(fā)器(VART)，也是一種通用同步收發(fā)器(VSRT)，它可根據(jù)方式指令碼的設定傳送5-8位數(shù)據(jù)。時鐘速率為通訊波特率的1、16、64倍，可由編程確定。它帶有1、1.5、2個停止位，可由編程任選。在非同步方式工作時，波特率為0-9.6K波特。
通訊接口把微機送來的并行信號變成串行信號由發(fā)訊口送出，可經(jīng)光電耦合器傳到調(diào)制解調(diào)器芯片，調(diào)制解調(diào)器把串行的脈沖信號變成已調(diào)制的模擬信號送到收發(fā)訊機的輸入端，經(jīng)處理后由天線送出。
終端的收發(fā)訊機在沒有收到主機的命令時是處于接收狀態(tài);當收到主機發(fā)來的信號后，首先核對是不是發(fā)給該終端的信號，若是，便將命令送往有關部分，然后將采集的數(shù)據(jù)發(fā)送出去。
主機在發(fā)送命令后，便轉(zhuǎn)向接收狀態(tài)，等待接收終端發(fā)來的采集數(shù)據(jù)。收發(fā)訊機收到數(shù)據(jù)是先送到調(diào)制解調(diào)器，經(jīng)解調(diào)器把模擬信號變成脈沖信號經(jīng)光電耦合器送到通訊接口芯片，經(jīng)移位變成并行數(shù)據(jù)送往主機。
終端的數(shù)據(jù)采集是由單片微型機的主控器發(fā)出命令，選擇多路模擬開關的輸入通道和啟動A/D轉(zhuǎn)換器?，F(xiàn)場信號經(jīng)選通的通道進入放大器再送至A/D轉(zhuǎn)換器的輸入端，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換將現(xiàn)場的模擬信號變換成數(shù)字量送往單片微型機主控器處理，一方面送往RAM存貯器存貯起來以便送往主機;另一方面又把這一數(shù)據(jù)送到顯示控制器進行顯示，以便現(xiàn)場工作人員觀看。采樣可定時、順序進行。采樣來的數(shù)據(jù)不僅要存貯、顯示，還要進行比較處理，由接口輸出到固態(tài)繼電器，控制相應的現(xiàn)場設備。
系統(tǒng)所有的程序均采用模塊式結構，這為程序的調(diào)試和修改帶來很大方便。
主機系統(tǒng)用FORBASIC語言和IBM286匯編語言寫成，終端系統(tǒng)用MCS-51匯編語言寫成，放在EPROM內(nèi)。
本發(fā)明給出能遠距離、多功能、多終端監(jiān)測和控制水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境因素變化的無線網(wǎng)絡系統(tǒng)，便于水產(chǎn)養(yǎng)殖的科學管理，有利于穩(wěn)產(chǎn)，高產(chǎn)，減少勞動強度，大大提高智能測控能力。


圖1為主機框圖。
圖2為主機電路原理圖。
圖3為終端裝置結構圖。
圖4為終端裝置電子線路框圖。
圖5為終端裝置電子線路原理圖。
圖6為主機系統(tǒng)程序流程。
圖7為終端主程序流程。
圖8為終端的中斷服務程序流程。
實施例如圖1所示，主機包括微型機(1)、輸入設備鍵盤(2)、輸出設備CRT顯示器(3)和打印機(4)、接口(5)、調(diào)制解調(diào)器(6)、調(diào)頻(FM)收發(fā)訊機(7)等。如圖2所示，鍵盤(2)與微型計算機(1)連接，微機輸出并行信號到通訊接口變成串行信號，從TXD輸出經(jīng)過光電耦合器T2，從調(diào)制解調(diào)器MC14412的第11腳輸入，經(jīng)調(diào)制變成模擬信號后從第9腳輸出送往FM收發(fā)訊機(7)。這是發(fā)送信號的情況，而接收時的路徑是，F(xiàn)M收發(fā)訊機(7)收到終端送來的數(shù)據(jù)以后輸出的模擬信號經(jīng)射隨器LM393送至調(diào)制調(diào)解器，輸出的脈沖信號經(jīng)光電耦合器T1從RXD輸入通訊接口芯片變成并行信號后通過D0～7并且送往微機，再由CRT顯示器(3)和打印機(4)輸出。K1為收發(fā)控制開關，其發(fā)送和接收的波特率，傳送的信號位數(shù)通過對串卡初始化編程確定的。
如圖3所示，終端裝置包括圓筒狀的密封浮箱(8)、拉桿(9)、聯(lián)結體(10)、平衡重物(11)、傳感器保護外罩(12)、傳感器(13)、電子線路與傳輸電纜等，密封浮箱的箱體內(nèi)放置終端裝置的電子線路，其底座中心固定鹽度比重傳感器(131)，另設有貫通的電纜孔(81)，箱體上有箱蓋(82)，在箱體的外殼上部設有3處固定拉桿上端的突孔(83)。聯(lián)結體的上部為一圓盤體(101)，圓盤體與密封浮箱的底座套合，圓盤體中心下方有一連接管(102)，連接管的下方設一罩體(103)，罩體內(nèi)放置平衡重物(11)，圓盤體的外周也設有3處與突孔(83)對應的固定拉桿下端的突孔(104)。傳感器保護外罩的上開口(121)與聯(lián)結體的圓盤體(101)套合。
收訊機天線可固定在箱蓋上。
如圖4所示，電子線路包括多路模擬開關(14)、放大器(15)、A/D轉(zhuǎn)換器(16)、單片微型機(17)、LED顯示器(18)、固態(tài)繼電器組(19)、調(diào)制解調(diào)器(20)和FM收發(fā)訊機(21)等。如圖5所示，終端的數(shù)據(jù)采集是由主控器8031發(fā)出命令，經(jīng)接口8255的PB口選擇多路模擬開關4051的輸入通道，由PB口的PB3啟動A/D芯片7135，現(xiàn)場信號(傳感器8路)經(jīng)選通的通道送往放大器LF351，放大后的信號經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后由接口8255送往單片微型機，主控器8031的輸出信號由TXD經(jīng)光電耦合器T5送往調(diào)制解調(diào)器MC14412，并由第9腳輸出模擬信號至FM收發(fā)訊機(21)，顯然，終端的收發(fā)訊機收到主機發(fā)來的指令信號后，由射隨放大器LM393送至調(diào)制解調(diào)器MC14412變換成脈沖信號輸出，再經(jīng)光電耦合器T4由RXD輸入單片微型機，通過顯示控制器8279和顯示驅(qū)動器，圖中集成塊373、2764、6116分別為地址鎖存器、EPRAM存貯器和隨機存儲器，集成塊555、1403、7660分別為A/D轉(zhuǎn)換器提供時鐘、標準電壓(與集信號比較用)和負電壓〔19-1～19-n〕為固體繼電器，以控制現(xiàn)場的設備例如馬達。K2為收發(fā)控制機關，K3為功能控制開關。
圖6至圖8給出相應的程序流程。
權利要求
1.一種水產(chǎn)養(yǎng)殖的測控系統(tǒng)，包括主機和終端裝置，其特征在于(1)、主機包括微型計算機與輸入、輸出設備、接口、調(diào)制解調(diào)器和收發(fā)訊機，微機的輸入、輸出設備通過接口與微機連接，調(diào)制解調(diào)器與收發(fā)訊機連接；(2)、終端裝置包括密封浮箱、拉桿、聯(lián)結體、平衡重物、傳感器保護外罩、傳感器、電子線路與傳輸電纜，密封浮箱的箱體內(nèi)放置終端裝置的電子線路，其底座的中心固定鹽度比重傳感器，且底座上設有貫通的電纜孔，密封浮箱的外殼上部設有固定拉桿一端的固定物；采用多節(jié)可伸縮拉桿；聯(lián)結體的上部為一圓盤體，圓盤體中心下方有一連接管，連接管的下方設一罩體，圓盤體的底部安裝傳感器，圓盤體的外周設有固定拉桿另一端的固定物，罩體里放置平衡重物；傳感器保護外罩的上開口與聯(lián)結體的圓盤體套合；所說的電子線路包括多路模擬開關、放大器、A/D轉(zhuǎn)換器、單片微型機、固態(tài)繼電器、顯示器、調(diào)制解調(diào)器和收發(fā)訊機，傳感器的輸出經(jīng)多路模擬開關送放大器，放大器的輸出經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器，單片微型機后分別與固態(tài)繼電器、顯示器和調(diào)制解調(diào)器的調(diào)制信號輸入端連接，單片微型機還與調(diào)制解調(diào)器的解調(diào)信號輸出端連接，調(diào)制解調(diào)器再與收發(fā)訊機連接。
2.如權利要求1所述的測控系統(tǒng)，其特征在于所說的收發(fā)訊機用調(diào)頻收發(fā)訊機。
3.如權利要求1所述的測控系統(tǒng)，其特征在于調(diào)制解調(diào)器的解調(diào)輸入端帶射隨器，解調(diào)輸出端與調(diào)制輸入端帶光電耦合器。
全文摘要
本發(fā)明提供多功能測控水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境條件的無線網(wǎng)絡系統(tǒng)，包括主機和終端。主機包括微機與輸入輸出設備、調(diào)制調(diào)解器和收發(fā)訊機；終端包括浮箱、拉桿、聯(lián)結體、平衡重物、傳感器和保護外罩、電子線路等，其中電子線路包括多路模擬開關、放大器、A/D、單片機、固態(tài)繼電器、顯示器、調(diào)制解調(diào)器和收發(fā)訊機。主機負責遙測終端的參數(shù)，處理和修改參數(shù)，終端負責采集參數(shù)和控制現(xiàn)場設備，進行遠距離、多功能、多終端、智能化的監(jiān)測和控制。
文檔編號G05B15/00GK1081779SQ9310208
公開日1994年2月9日 申請日期1993年2月20日 優(yōu)先權日1993年2月20日
發(fā)明者黃玉霖 申請人:黃玉霖