一種基于lon總線的水產(chǎn)養(yǎng)殖多環(huán)境參數(shù)測控裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種裝置，特別涉及一種基于LON總線的水產(chǎn)養(yǎng)殖多環(huán)境參數(shù)測控裝置。
【背景技術】
[0002]隨著我國國民經(jīng)濟的高速發(fā)展及農(nóng)業(yè)結構的調整，我國水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)得到了迅猛發(fā)展。其中，淡水養(yǎng)殖面積和產(chǎn)量均居世界第一位，并且飼養(yǎng)的品種也逐步向精養(yǎng)的高檔品種轉變，蝦、蟹、鱉及高檔魚類所占的比例越來越大，但目前國內(nèi)的工廠化養(yǎng)殖技術和設施水準較低，所應用的自動測控技術落后，大部分屬于溫室流水養(yǎng)魚(鰻、鱉)，水不經(jīng)處理直接排放，是工廠化養(yǎng)殖的初級模式。近年來，國內(nèi)一些省市先后從國外引進了一批現(xiàn)代化的工廠化養(yǎng)殖設備，但這些設備價格昂貴，運行成本高，在國內(nèi)推廣普及較難。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型所要解決的技術問題是:提供一種基于LON總線的水產(chǎn)養(yǎng)殖多環(huán)境參數(shù)測控裝置，能采用PR0FIBUS-DP單主站網(wǎng)絡，通過對養(yǎng)殖水池的溫度、溶氧量、鹽度、pH值等各環(huán)境參數(shù)進行自動檢測和控制，使魚類生長在最適宜的環(huán)境條件下，實現(xiàn)了水體活性循環(huán)、自動排污、高密度集約化養(yǎng)殖等功能，達到了低成本、高效益的工廠化養(yǎng)殖目標。
[0004]本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是！LonWorks技術是Echelon公司在1990年開發(fā)的，它完全符合ISO定義的開放系統(tǒng)互聯(lián)(OSI)的全部7層模型，可方便地與其他符合OSI定義的標準網(wǎng)絡相互連接。Lonworks現(xiàn)場總線在組網(wǎng)時，支持各種網(wǎng)絡拓撲結構(如總線型、星型等)和各種介質(如雙絞線、同軸電纜等)，網(wǎng)絡的設計與安裝非常方便。
[0005]LonWorks網(wǎng)絡上的每個測控單元稱之為節(jié)點，每個節(jié)點由傳感器(執(zhí)行器)、信號處理電路和控制模塊組成?？刂颇K以神經(jīng)元芯片為核心，包括收發(fā)器、地址譯碼電路、復位電路、晶振電路及存儲器等。神經(jīng)元芯片由MAC處理器、網(wǎng)絡處理器、應用處理器3個CPU組成。MAC處理器實現(xiàn)LonTalk協(xié)議的第1_2層，包括驅動通訊子系統(tǒng)硬件和執(zhí)行MAC算法；網(wǎng)絡處理器實現(xiàn)LonTalk協(xié)議的第3-6層，包括尋址、事務處理、網(wǎng)絡變量、背景診斷、軟件計時器、權限證實、網(wǎng)絡管理和路由；應用處理器處理用戶代碼及其調用的操作系統(tǒng)命令。系統(tǒng)的測控網(wǎng)絡采用自由拓撲結構，將IPC機作為上位監(jiān)控主站，多臺智能多環(huán)境參數(shù)測控儀作為智能從站。
[0006]IPC工控機上安裝有WinCC或其它監(jiān)控軟件，用來向用戶提供諸如工藝流程圖顯示、動態(tài)數(shù)據(jù)畫面顯示、報表編制、趨勢圖生成、窗口技術、生產(chǎn)管理打印輸出等多種功能。根據(jù)LonWorks總線技術能進行遠程數(shù)據(jù)傳輸?shù)奶匦裕没贚onWorks總線的IL0N100路由器，把現(xiàn)場的LON網(wǎng)絡和工業(yè)以太網(wǎng)連接起來。單個智能節(jié)點可以對養(yǎng)魚池的水體環(huán)境參數(shù)進行檢測與控制:將傳感器采集的有關參數(shù)(如溫度、溶解氧含量、PH值、水位、鹽度等)轉換為數(shù)字信號，并把這些數(shù)據(jù)暫存起來，然后與給定值進行比較，經(jīng)控制算法優(yōu)化后，給出相應的調節(jié)信號，控制相應的環(huán)境參數(shù)；同時，經(jīng)過LonWork總線和工業(yè)以太網(wǎng)，將數(shù)據(jù)發(fā)到送至IPC工控機。
[0007]智能節(jié)點由神經(jīng)元芯片和單片機系統(tǒng)組成，用于對單個養(yǎng)殖水池的環(huán)境參數(shù)，進行檢測和控制，即對各傳感器采集到的參數(shù)(如溫度、溶氧量、水位、大氣壓、鹽度的電壓信號)按特定算法進行校準、補償運算。智能節(jié)點中的主處理器是單片機，它完成溫度采集、融氧度采集、接收小鍵盤輸入、數(shù)碼輸出顯示等一系列動作，還負責和神經(jīng)元芯片3150進行通信。智能節(jié)點和總線的通信使用Echelon公司的TP/FT-10A收發(fā)器，它支持無極性自由拓撲結構，傳輸介質是雙絞線，通信模式是差分曼徹斯特碼。收發(fā)器負責將計算結果送到LON總線上，然后通過IL0N100路由器，使數(shù)據(jù)通過雙絞線到達IPC工控機。IPC工控機獲得數(shù)據(jù)后，調整P1參數(shù)，自動調節(jié)溶解氧和溫度，關啟電磁閥和水泵，使系統(tǒng)實現(xiàn)最優(yōu)控制。本實用新型由第一增氧機、第一變頻器、第一電磁閥、第一智能節(jié)點、第一水泵、第一各種傳感器、IPC工控機、IL0N100路由器、LON總線、第η變頻器、第η增氧機、第η電磁閥、第η智能節(jié)點、第η水泵、第η各種傳感器、溫度傳感器、溶解氧DO傳感器、鹽度傳感器、pH傳感器、水位傳惑器、A/D轉換器、89C51單片機、光電隔離電路、存儲器、數(shù)碼顯示電路、繼電器模塊、D/A轉換器、電磁閥、水泵電機、變頻器、神經(jīng)元芯片3150、增氧機、熱水管道和TP/FT-1O收發(fā)器組成，其特征是:第一增氧機和第一變頻器相連，第一變頻器、第一電磁閥、第一水泵、第一各種傳感器分別和第一智能節(jié)點相連，第η增氧機和第η變頻器相連，第η變頻器、第η電磁閥、第η水泵、第η各種傳感器分別和第η智能節(jié)點相連，第一智能節(jié)點、第η智能節(jié)點分別和LON總線相連，LON總線和IL0N100路由器相連，IL0N100路由器通過工業(yè)以太網(wǎng)和IPC工控機相連；溫度傳感器、溶解氧DO傳感器、鹽度傳感器、pH傳感器、水位傳惑器分別和A/D轉換器相連，A/D轉換器和89C51單片機相連，89C51單片機分別和光電隔離電路、存儲器、數(shù)碼顯示電路、神經(jīng)元芯片3150相連，光電隔離電路分別和繼電器模塊、D/A轉換器相連，D/A轉換器和變頻器相連，變頻器和增氧機相連，繼電器模塊分別和電磁閥、水泵電機相連，電磁閥和熱水管道相連，神經(jīng)元芯片3150和TP/FT-10收發(fā)器相連，TP/FT-10收發(fā)器和LON總線相連。
[0008]由于采用上述技術方案，本實用新型所具有的優(yōu)點和積極效果是:實用性強。
【附圖說明】
[0009]下面結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
[0010]圖1是本實用新型的結構示意圖。
[0011]圖2是圖1中4和13的電路框圖。
[0012]圖3是圖2中22的程序流程圖。
[0013]圖中1.第一增氧機，2.第一變頻器，3.第一電磁閥，4.第一智能節(jié)點，5.第一水泵，6.第一各種傳感器，7.1PC機，8.111^100路由器，9.11^總線，10.第η變頻器，11.第η增氧機，12.第η電磁閥，13.第η智能節(jié)點，14.第η水泵，15.第η各種傳感器，16.溫度傳感器，17.溶解氧DO傳感器18.鹽度傳感器，19.pH傳感器，20.水位傳惑器，21.A/D轉換器，22.89C51單片機，23.光電隔離電路，24.存儲器，25.數(shù)碼顯示電路，26.繼電器模塊，27.D/A轉換器，28.電磁閥，29.水泵電機，30.變頻器，31.神經(jīng)元芯片3150，32.增氧機，33.熱水管道，34.TP/FT-10收發(fā)器。
【具體實施方式】
[0014]在圖1中，第一增氧機⑴和第一變頻器(2)相連，第一變頻器(2)、第一電磁閥
(3)、第一水泵(5)、第一各種傳感器(6)分別和第一智能節(jié)點(4)相連，第η增氧機(11)和第η變頻器(10)相連，第η變頻器(10)、第η電磁閥(12)、第η水泵(14)、第η各種傳感器
(15)分別和第η智能節(jié)點(13)相連，第一智能節(jié)點(4)、第η智能節(jié)點(13)分別和LON總線(9)相連，LON總線(9)和IL0N100路由器⑶相連，IL0N100路由器⑶通過工業(yè)以太網(wǎng)和IPC工控機(7)相連。
[0015]在圖2中，溫度傳感器(16)、溶解氧DO傳感器(17)、鹽度傳感器(18)、pH傳感器
(19)、水位傳惑器(20)分別和A/D轉換器(21)相連，A/D轉換器(21)和89C51單片機(22)相連，89C51單片機(22)分別和光電隔離電路(23)、存儲器(24)、數(shù)碼顯示電路(25)、神經(jīng)元芯片3150(31)相連，光電隔離電路(23)分別和繼電器模塊(26)、D/A轉換器(27)相連，D/A轉換器(27)和變頻器(30)相連，變頻器(30)和增氧機(32)相連，繼電器模塊(26)分別和電磁閥(28)、水泵電機(29)相連，電磁閥(28)和熱水管道(33)相連，神經(jīng)元芯片3150(31)和TP/FT-10收發(fā)器(34)相連，TP/FT-10收發(fā)器(34)和LON總線(9)相連。溫度傳感器(16)型號為AD590，溶解氧DO傳感器型號為LJ0-3，鹽度傳感器型號為YZY4-1，PH傳感器型號為KS-2，水位傳惑器型號為全溫度補償?shù)蛪毫鞲衅鳌?br>[0016]在圖3中，圖3是圖2中89C51單片機(22)的程序流程圖。
【主權項】
1.一種基于LON總線的水產(chǎn)養(yǎng)殖多環(huán)境參數(shù)測控裝置，第一增氧機(I)和第一變頻器(2)相連，第一變頻器(2)、第一電磁閥(3)、第一水泵(5)、第一各種傳感器(6)分別和第一智能節(jié)點⑷相連，第η增氧機(11)和第η變頻器(10)相連，第η變頻器(10)、第η電磁閥(12)、第η水泵(14)、第η各種傳感器(15)分別和第η智能節(jié)點(13)相連，第一智能節(jié)點(4)、第η智能節(jié)點(13)分別和LON總線(9)相連，LON總線(9)和IL0N100路由器(8)相連，IL0N100路由器⑶通過工業(yè)以太網(wǎng)和IPC工控機(7)相連，溫度傳感器(16)、溶解氧DO傳感器(17)、鹽度傳感器(18)、pH傳感器(19)、水位傳惑器(20)分別和A/D轉換器(21)相連，A/D轉換器(21)和89C51單片機(22)相連，89C51單片機(22)分別和光電隔離電路(23)、存儲器(24)、數(shù)碼顯示電路(25)、神經(jīng)元芯片3150(31)相連，光電隔離電路(23)分別和繼電器模塊(26)、D/A轉換器(27)相連，D/A轉換器(27)和變頻器(30)相連，變頻器(30)和增氧機(32)相連，繼電器模塊(26)分別和電磁閥(28)、水泵電機(29)相連，電磁閥(28)和熱水管道(33)相連，神經(jīng)元芯片3150(31)和TP/FT-10收發(fā)器(34)相連，TP/FT-10收發(fā)器(34)和LON總線(9)相連。
【專利摘要】本實用新型涉及一種裝置，特別涉及一種基于LON總線的水產(chǎn)養(yǎng)殖多環(huán)境參數(shù)測控裝置。其特征是：第一增氧機和第一變頻器相連，第一變頻器、第一電磁閥、第一水泵、第一各種傳感器分別和第一智能節(jié)點相連，第n增氧機和第n變頻器相連，第n變頻器、第n電磁閥、第n水泵、第n各種傳感器分別和第n智能節(jié)點相連，第一智能節(jié)點、第n智能節(jié)點分別和LON總線相連，LON總線和ILON100路由器相連，ILON100路由器通過工業(yè)以太網(wǎng)和IPC工控機相連。由于采用上述技術方案，本實用新型所具有的優(yōu)點和積極效果是：實用性強。
【IPC分類】G05B19-418
【公開號】CN204496265
【申請?zhí)枴緾N201520033231
【發(fā)明人】朱成云
【申請人】鹽城師范學院
【公開日】2015年7月22日
【申請日】2015年1月12日