一种鱼类生存环境远程监测与智能预警系统及方法.pdf

1、(10)申请公布号 CN 103399534 A (43)申请公布日 2013.11.20 CN 103399534 A *CN103399534A* (21)申请号 201310291804.7 (22)申请日 2013.07.12 G05B 19/418(2006.01) (71)申请人 湖南城市学院 地址 413000 湖南省益阳市迎宾东路 518 号 (72)发明人 周立波 赵运林 黄田 (74)专利代理机构 长沙正奇专利事务所有限责 任公司 43113 代理人 魏国先 (54) 发明名称 一种鱼类生存环境远程监测与智能预警系统 及方法 (57) 摘要 一种鱼类生存环境远程监测与智能预

2、警系统 及方法， 由鱼类生存环境传感器、 远程数据采集系 统和智能预警系统组成。鱼类生存环境传感器实 时监测鱼类生存的多项环境参数， 并通过信号线 直联于远程数据采集系统， 远程数据采集系统通 过数据传输系统将所采集的数据用远程无线通信 的方式传送给数据库， 并报告智能预警系统， 智能 预警系统通过分析数据库接收到的新数据， 对比 预警参考标准， 及时生成预警信息， 自动发布预警 信息并通知相关人员， 为养殖人员和管理部门及 时提供鱼类养殖场所的环境情况。本发明能及时 地很好地监测到鱼类生存环境， 为养殖者和相关 管理部门提供很好的技术支持， 特别适用于大面 积鱼类养殖场所的实时监测和远程管理

3、。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 7 页 附图 3 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书7页 附图3页 (10)申请公布号 CN 103399534 A CN 103399534 A *CN103399534A* 1/1 页 2 1. 一种鱼类生存环境远程监测与智能预警系统， 其特征在于 ： 由鱼类生存环境传感 器、 远程数据采集系统和智能预警系统组成 ； 所述的鱼类生存环境传感器安装在养殖场水 体中， 鱼类生存环境传感器采集水中影响鱼类生存环境的关键生态因子， 输出模拟信号连 接至远程数据采集系统的 A/D 转换模块，

4、与此同时， 远程数据采集系统的传感器驱动模块 连接驱动鱼类生存环境传感器， A/D 转换模块输出数字信号连接至远程数据采集系统的控 制模块， 控制模块还同时连接传感器驱动模块和无线传输模块， 并通过无线传输模块与智 能预警系统的上位机进行数据远程无线传输， 智能预警系统则包括有依次连接的上位机、 数据分析模块、 预警参考标准、 预警信息生成模块和预警信息发布模块。 2. 根据权利要求 1 所述的鱼类生存环境远程监测与智能预警系统， 其特征在于 ： 所述 的鱼类生存环境传感器包括水位传感器、 水温传感器、 溶解氧传感器、 PH 值传感器和氨氮传 感器。 3. 根据权利要求 1 所述的鱼类生存环境

5、远程监测与智能预警系统， 其特征在于 ： 所述 的远程数据采集系统由太阳能供电模块连接供电。 4. 一种鱼类生存环境远程监测与智能预警方法， 其特征在于 ： 包括有鱼类生存环境传 感器、 远程数据采集系统、 智能预警系统， 鱼类生存环境传感器实时监测鱼类生存的多项环 境参数， 并通过信号线直联于远程数据采集系统， 远程数据采集系统通过数据传输系统将 所采集的数据用远程无线通信的方式传送给数据库， 并报告智能预警系统， 智能预警系统 通过分析数据库接收到的新数据， 对比预警参考标准， 及时生成预警信息， 自动发布预警信 息并通知相关人员， 为养殖人员和管理部门及时提供鱼类养殖场所的环境情况。 5

6、. 根据权利要求 4 所述的鱼类生存环境远程监测与智能预警方法， 其特征在于 ： 上述 鱼类生存环境传感器是指水位传感器、 水温传感器、 溶解氧传感器、 PH 值传感器和氨氮传感 器， 这些传感器安装在养殖场水体中， 采集影响鱼类生存的关键生态因子。 6. 根据权利要求 4 所述的鱼类生存环境远程监测与智能预警方法， 其特征在于 ： 上述 的远程数据采集系统包括有传感器驱动模块、 A/D 转换模块、 控制模块、 无线传输模块和太 阳能供电模块， 传感器驱动模块中安装有各传感器的专用驱动电路和驱动程序， 保证各传 感器的正常运行， A/D 转换模块负责将传感器所采集和模拟信息转化为数字信息， 再

7、将数 字信息传送给控制模块， 控制模块将数字信息进行必要的处理和校正后传送给无线传输模 块， 太阳能供电模块由太阳能电池板和蓄电池组成， 为安装在室外的所有模块和传感器供 电， 数据传输由无线传输模块和上位机组成， 无线传输模块利用 GSM 手机通信信道， 完成数 据的远程无线传输， 上位机在收到远程数据采集系统的数据以后将数据保存， 并转发给智 能预警系统。 7. 根据权利要求 4 所述的鱼类生存环境远程监测与智能预警方法， 其特征在于 ： 上述 的智能预警系统， 由上位机、 数据分析模块、 预警参考标准、 预警信息生成模块和预警信息 发布模块依次连接组成， 智能预警系统在收到数据传输系统的

8、数据以后， 综合分析各项数 据的变化发展趋势和相互关系， 并对比预警参考标准， 由预警信息生成模块确定当前鱼类 生存环境的现状， 然后将预警信息通过软件报警和手机短信的形式通知管理人员。 权 利 要 求 书 CN 103399534 A 2 1/7 页 3 一种鱼类生存环境远程监测与智能预警系统及方法 技术领域 0001 本发明涉及环境监测技术领域， 具体涉及一种鱼类生存环境远程监测与智能预警 系统及方法， 特别适用于鱼类养殖管理人员和相关管理部门对鱼类生存环境的实时监测和 远程管理。 背景技术 0002 随着经济的发展， 环境问题已经成为中国面临的一个重要问题。已经开始严重制 约经济的发展，

9、 随着现代化进程的加快， 污水排放量也不断增加， 对大规模的养殖带来严重 的威胁。如 2010 年 6 月， 洞庭湖漉湖发生了大规模的死鱼事件， 当地渔业损失严重。经过 沅江市环保局、 湖南省水产局研究分析， 此次死鱼事件的直接原因是由于水中的溶解氧降 为 0， 氨氮浓度高， 是水文、 污染、 养殖户自身、 气象等多方面因素综合作用的结果。每年都 有大量的类似事件发生， 为了避免此类事件的再次发生， 相关专家给出了相应的政策和建 议， 其中重要的一点是 ： 要求环保部门加大洞庭湖水质监测力度， 加强预报预警 ； 严格控制 高污染企业污染物的超标排放。 发明内容 0003 本发明所要解决的技术问

10、题是 ： 解决上述现有技术存在的问题， 而提供一种鱼类 生存环境远程监测与智能预警系统及方法， 实时监测鱼类生存环境的多项环境参数， 智能 预警系统同步分析所采集到的数据， 及时生成预警信息和发布预警信息， 很好地监测鱼类 生存环境， 为养殖者和相关管理部门提供很好的技术支持， 特别适用于大面积鱼类养殖场 所的实时监测和远程管理。 0004 本发明采用的技术方案是 ： 一种鱼类生存环境远程监测与智能预警系统， 由鱼类生存环境传感器、 远程数据采集 系统和智能预警系统组成 ； 所述的鱼类生存环境传感器安装在养殖场水体中， 鱼类生存环 境传感器采集水中影响鱼类生存环境的关键生态因子， 输出模拟信号

11、连接至远程数据采集 系统的 A/D 转换模块， 与此同时， 远程数据采集系统的传感器驱动模块连接驱动鱼类生存 环境传感器， A/D 转换模块输出数字信号连接至远程数据采集系统的控制模块， 控制模块还 同时连接传感器驱动模块和无线传输模块， 并通过无线传输模块与智能预警系统的上位机 进行数据远程无线传输， 智能预警系统则包括有依次连接的上位机、 数据分析模块、 预警参 考标准、 预警信息生成模块和预警信息发布模块。 0005 上述技术方案中， 所述的鱼类生存环境传感器包括水位传感器、 水温传感器、 溶解 氧传感器、 PH 值传感器和氨氮传感器。 0006 上述技术方案中， 所述的远程数据采集系统

12、由太阳能供电模块连接供电。 0007 一种鱼类生存环境远程监测与智能预警方法， 包括有鱼类生存环境传感器、 远程 数据采集系统、 智能预警系统， 鱼类生存环境传感器实时监测鱼类生存的多项环境参数， 并 通过信号线直联于远程数据采集系统， 远程数据采集系统通过数据传输系统将所采集的数 说 明 书 CN 103399534 A 3 2/7 页 4 据用远程无线通信的方式传送给数据库， 并报告智能预警系统， 智能预警系统通过分析数 据库接收到的新数据， 对比预警参考标准， 及时生成预警信息， 自动发布预警信息并通知相 关人员， 为养殖人员和管理部门及时提供鱼类养殖场所的环境情况。 0008 上述鱼类

13、生存环境传感器是指水位传感器、 水温传感器、 溶解氧传感器、 PH 值传感 器和氨氮传感器， 这些传感器安装在养殖场水体中， 采集影响鱼类生存的关键生态因子。 0009 上述远程数据采集系统包括有传感器驱动模块、 A/D 转换模块、 控制模块、 无线传 输模块和太阳能供电模块， 传感器驱动模块中安装有各传感器的专用驱动电路和驱动程 序， 保证各传感器的正常运行， A/D 转换模块负责将传感器所采集的模拟信息转化为数字信 息， 再将数字信息传送给控制模块， 控制模块将数字信息进行必要的处理和校正后传送给 无线传输模块， 太阳能供电模块由太阳能电池板和蓄电池组成， 为安装在室外的所有模块 和传感器

14、供电， 数据传输由无线传输模块和上位机组成， 无线传输模块利用 GSM 手机通信 信道， 完成数据的远程无线传输， 上位机在收到远程数据采集系统的数据以后将数据保存， 并转发给智能预警系统。 0010 上述的智能预警系统， 由上位机、 数据分析模块、 预警参考标准、 预警信息生成模 块和预警信息发布模块依次连接组成， 智能预警系统在收到数据传输系统的数据以后， 综 合分析各项数据的变化发展趋势和相互关系， 并对比预警参考标准， 由预警信息生成模块 确定当前鱼类生存环境的现状， 然后将预警信息通过软件报警和手机短信的形式通知管理 人员。 0011 本发明采用先进的传感器技术、 数据采集、 信息处

15、理、 无线通讯、 计算机软件和环 境监测技术， 采集鱼类生存和死亡的几个关键水质参数， 包括水位、 水温、 溶解氧、 PH 值及氨 氮含量， 由远程数据采集系统采集后进行远程无线通信传输， 然后由智能预警系统分析， 对 比预警参考标准， 生成预警信息， 并发布预警信息， 为鱼类养殖者和管理部门提供准确、 可 靠、 实用、 开放、 安全和易维护的鱼类生存环境远程监测与智能预警系统及方法， 而且本发 明的鱼类生存环境远程监测系统采用 GSM 网络实现远程水质采集， 系统组网简单， 投资少， 可靠性高， 界面直观， 特别适合边远地区的水质信息采集。本发明技术先进， 为鱼业的生产 发展和高质量管理提供

16、了很好的技术支持。 附图说明 0012 图 1 为本发明原理框图 ； 图 2 为本发明系统结构框图 ； 图 3 为溶解氧四级预警参考值表 ； 图 4 为氨氮四级预警参考值表。 具体实施方式 0013 参见图 1、 图 2， 本发明的鱼类生存环境远程监测与智能预警系统由鱼类生存环境 传感器、 远程数据采集系统和智能预警系统组成 ； 所述的鱼类生存环境传感器安装在养殖 场水体中， 鱼类生存环境传感器采集水中影响鱼类生存环境的关键生态因子， 输出模拟信 号连接至远程数据采集系统的 A/D 转换模块， 与此同时， 远程数据采集系统的传感器驱动 模块连接驱动鱼类生存环境传感器， A/D 转换模块输出数字

17、信号连接至远程数据采集系统 说 明 书 CN 103399534 A 4 3/7 页 5 的控制模块， 控制模块还同时连接传感器驱动模块和无线传输模块， 并通过无线传输模块 与智能预警系统的上位机进行数据远程无线传输， 智能预警系统则包括有依次连接的上位 机、 数据分析模块、 预警参考标准、 预警信息生成模块和预警信息发布模块。 0014 上述的鱼类生存环境传感器包括水位传感器、 水温传感器、 溶解氧传感器、 PH 值传 感器和氨氮传感器。 0015 上述的远程数据采集系统由太阳能供电模块连接供电。 0016 一种鱼类生存环境远程监测与智能预警方法， 包括有鱼类生存环境传感器、 远程 数据采集

18、系统、 智能预警系统， 鱼类生存环境传感器实时监测鱼类生存的多项环境参数， 并 通过信号线直联于远程数据采集系统， 远程数据采集系统通过数据传输系统将所采集的数 据用远程无线通信的方式传送给数据库， 并报告智能预警系统， 智能预警系统通过分析数 据库接收到的新数据， 对比预警参考标准， 及时生成预警信息， 自动发布预警信息并通知相 关人员， 为养殖人员和管理部门及时提供鱼类养殖场所的环境情况。 0017 上述鱼类生存环境传感器是指水位传感器、 水温传感器、 溶解氧传感器、 PH 值传感 器和氨氮传感器， 这些传感器安装在养殖场水体中， 采集影响鱼类生存的关键生态因子。 0018 上述远程数据采

19、集系统包括有传感器驱动模块、 A/D 转换模块、 控制模块、 无线传 输模块和太阳能供电模块， 传感器驱动模块中安装有各传感器的专用驱动电路和驱动程 序， 保证各传感器的正常运行， A/D 转换模块负责将传感器所采集的模拟信息转化为数字信 息， 再将数字信息传送给控制模块， 控制模块将数字信息进行必要的处理和校正后传送给 无线传输模块， 太阳能供电模块由太阳能电池板和蓄电池组成， 为安装在室外的所有模块 和传感器供电， 数据传输由无线传输模块和上位机组成， 无线传输模块利用 GSM 手机通信 信道， 完成数据的远程无线传输， 上位机在收到远程数据采集系统的数据以后将数据保存， 并转发给智能预警

20、系统。 0019 上述的智能预警系统， 由上位机、 数据分析模块、 预警参考标准、 预警信息生成模 块和预警信息发布模块依次连接组成， 智能预警系统在收到数据传输系统的数据以后， 综 合分析各项数据的变化发展趋势和相互关系， 并对比预警参考标准， 由预警信息生成模块 确定当前鱼类生存环境的现状， 然后将预警信息通过软件报警和手机短信的形式通知管理 人员。 0020 下面结合附图， 对本发明的实施作进一步详细说明 ： 本发明系统框图如图 2 所示， 由鱼类生存环境传感器、 远程数据采集系统、 智能预警系 统组成。 远程无线远程数据采集系统通过数据传输系统将所采集的数据得用远程无线通信 的方式传送

21、给数据库， 智能预警系统通过分析数据库接收到新的数据， 对比预警参考标准， 自动发布预警信息并通知相关人员。 0021 系统可通过手机直接读水位、 水温、 PH 值、 溶解氧浓度及氨氮浓度 , 便于与人工 对比。也可由计算机的上位机监测水质数据接收、 处理， 实时接收远程监测站的水质信息， 自动存贮。后台计算机可实现水质数据库管理 ： 包含原始、 历史数据的检索、 查询等 。同时 可自动生成日报表、 月报表年报表， 可以通过打印机 、 绘图仪等输出。远程维护方面可以 通过后台计算机远程设置参数 、 修改现场仪表参数 ， 远程纠正测量偏差。 通讯方面可接入 局域网或广域网实现数据共享。预警可根据

22、设定的报警水质值， 可实现自动声光告警。 0022 鱼类生存环境传感器主要是指水位传感器、 水温传感器、 溶解氧传感器、 PH 值传感 说 明 书 CN 103399534 A 5 4/7 页 6 器和氨氮传感器等。 0023 远程数据采集系统主要由传感器驱动模块、 AD 转换模块、 控制模块和太阳能供电 模块。传感器驱动模块中设计各传感器的专用驱动电路和驱动程序。AD 转换模块负责将 传感器所采集和模拟信息转化为数字信息， 再将信息传送给控制模块， 控制模块将信息进 行必要的处理和校正后传送给数据传输系统。 太阳能供电模块主要由太阳能电池板和蓄电 池组成， 为安装在室外的所有模块和传感器供电

23、。 数据传输由无线通讯模块、 接收上位机完 成， 无线通讯模块是利用 GSM 手机通信信道， 完成数据的远程无线传输。接收上位机程序在 收到远程数据采集系统的数据以后将数据保存， 并转发给智能预警系统。 0024 设备安装地点一般都较为偏僻， 交通不便， 仪器维护困难。 这就要求采集仪器能在 恶劣条件下无故障工作。把系统的安全、 可靠运行作为设计的首要原则。 0025 洞庭湖鱼类生存环境远程监测系统监测点数据实时准确的采集、 传输是系统的核 心， 要求系统硬件要具有高可靠性的数据采集、 控制能力并有可靠的通讯方式。 采用第二代 移动通信技术GSM 通信网络作为水质自动测报系统的通信媒介， 以收

24、发 GSM 短信息的通 信方式进行水质自动监测， 在数据的实时传输控制方面有更高的准确性。 0026 系统设计简单实用， 建成后的维护管理成本也很低。 0027 产品选型采用目前国际上流行且可靠的成熟工业技术和新型的芯片和通讯产品， 支持目前绝大多数的检测设备和各种有线与无线的通讯方式， 保证系统在使用过程中的先 进性， 并且要预留前瞻性的开放接口， 有利于系统的升级和并网连接。 0028 系统采用 SIEMENS MC35 系列的 MC35i 来实现短消息的传送， MC35i 是西门子推 出的最新无线模块， 具有通信成本低、 频谱利用率高、 系统容量大、 业务种类多、 保密性能 好、 抗干扰

25、能力强、 国际自动漫游等优点， 它利用信令信道传输， 不用拨号建立连接， 直接把 要发的信息加上目的地址发送到短消息服务中心， 由短消息服务中心再发给最终的信宿。 MC35i GSM 无线通讯模块性能十分可靠， 可提供短消息发送验证功能， 当监控网络中心需要 检查远程的无线终端信息采集是否工作正常， 可以发送检查短信， 如远程终端出现故障， 会 显示发送不成功。 0029 智能预警系统在收到数据传输系统的数据以后， 综合分析各项数据的变化发展趋 势和相互关系， 并对比预警参考标准， 由预警信息生成模块确定当前鱼类生存环境的现状， 然后将预警信息通过软件报警和手机短信的形式通知管理人员。 003

26、0 为了方便用户， 本发明各系统软件要求在 Windows 操作系统下以图形界面方式运 行， 用鼠标点击的方式操作。中心基站是一台速度比较快， 内存比较大的计算机， 通常将其 配置为服务器。 0031 软件的设计首先要以两种网络所定义的通信协议为基础， 进行通信软件的设计。 远程采集系统购入式软件是整个系统的各种通信和采集的控制中心， 要求具有双工通信的 功能。即在任意时刻发送数据与接受数据要能同时进行， 并且保证收发正确。通信过程中 能够随时把收到的各种有意义的信息显示出来， 给用户观察。如某一时刻某个终端站点的 采集数据， 某个探头的工作状态等。 0032 本发明具有混合方式的水质数据采集

27、方式， 即具有自报式又具有查询即应答式的 水质数据采集系统。也就是在软件系统中即能随时接收自报数据， 又能随时根据某一时刻 的情况主动查询软件所需要的各种数据。 例如 ： 当某一时刻收到站点的自报水质数据时， 要 说 明 书 CN 103399534 A 6 5/7 页 7 根据情况自动去查询其它所有终端站点的水质数据， 直到它们都被正确接收到以后再去处 理。而且还能提供不同时间段的定时查询所有的终端站点数据的选择功能。 0033 本发明能够实时监视控制所有终端站点下的采集设备的情况， 包括实时控制任意 终端站点下的传感器的状态(开或关)、 查询传感器的工作状态(传感器是工作正常还是出 现故障

28、)。 并能够随时允许用户手工点击菜单发送想要查询或者控制设备的命令， 把所有的 设备信息通知基站用户。 0034 本发明能够实时采集各个终端站点下的采集设备的水质数据、 定时查询数据和自 动识别自报的数据。 将采集来的数据进行转换、 存储。 软件必须能够保证通信的可靠性。 对 接受来的各种数据进行分析、 整理、 校验、 保存正确有意义的数据和根据这些数据进行下一 步的判断， 从而进行下一步的通信。 0035 本发明的又一个显著的特点是不论是自报水质数据还是查询的水质数据， 某个时 间段内 ( 比如某个时间段内水质只变化一次， 可以看作是同一时刻 ) 所有的终端站点的水 质数据必须全部被中心基站

29、采集过来， 并以同一个时间写入数据库， 作为 n 条有意义的水 质数据， n 为所有的传感器数目， 来描述此时刻所采集的区域内水质的整体状况， 为数据采 集之后的数据分析及预报提供真实可靠的依据。单个点的数据只能在实时显示窗口内显 示， 而不能入数据库。 0036 根据 GSM 通信网络的要求， 要实时对所接到的有意义的数据发送回应信息。随时 发现某个终端站点采集回来的数据不正常或者没有按指定的时间内收到时， 能够自动查询 该站点下的数据采集设备的工作情况， 并再次采集正确水质数据， 并整理入数据库。 整个水 质数据采集系统对通信实时性要求比较高， 处理速度要在毫秒量级上， 并且根据上述对采

30、集系统的通信要求， 本采集软件要采用操作系统底层 API 函数进行通信处理， 且软件的工 作都在自创建的线程内进行， 所以不论处理速度还是实现上述通信功能都要比其它绝大多 数同类水质数据采集系统用串口通信控件的方式进行通信有着明显的优势。 0037 系统硬件电路设计 本发明主要由前端采集传感器、 远程供电系统、 远程采集终端、 服务预警平台组成。其 中由水位传感器、 水温传感器、 溶解氧传感器、 PH 值传感器、 氨氮传感器构成的前端采集传 感器。由太阳能电池板、 铅蓄电池、 太阳能控制器组成的远程供电系统。由单片机、 A/D 转 换、 存储器、 GSM 模块、 嵌入式软件系统等构成的远程采集

31、终端。由 GSM 接收模块、 后台服务 器、 控制软件、 数据库、 预警系统等组成的服务预警平台。通过 GSM 网络， 使远程采集终端、 服务预警平台、 管理用户均实现双向的信息传输。将采集到的水质传感器设备的数据信息 以短信形式传送到用户手机和后台服务器， 同时可通过服务器上的终端软件系统和用户手 机发出控制命令。 0038 远程采集终端的功能主要是实现水质数据采集和与后台服务器通信， 终端的设计 主要包括电源电路、 单片机最小系统、 外围电路的控制单元模块的设计、 采集终端通讯模块 的设计以及终端控制电路的设计。由于远程采集终端长期工作在室外， 利用变通供电方式 成本会很高， 而且可行性不

32、强， 因此本系统采用太阳能、 蓄电池以及太阳能控制器组成系统 的电源供电系统。在天气不好没有太阳能充电的情况下， 系统正常工作时间在 30 天以上。 0039 本发明为保证水质参数采集的精度， 采用低功耗的 16 位 AD， 精度有 16、 15、 14 和 12 位可选。 说 明 书 CN 103399534 A 7 6/7 页 8 0040 本发明为保证系统稳定性， 设计了相应的可靠复位电路， 即看门狗电路。 即使在 外部干扰等各种因素的影响下， 导致程序 “跑飞” ， 看门狗电路也可使单片机系统恢复正常 工作。 0041 本发明有关键设备安装在室外， 容易遭受雷击落的影响， 因此防雷设计

33、是必不可 少的。 本发明采用不同器件组合成的经典的三级防雷电路， 发挥各器件之所长， 第一级由大 通流量的气体放电管进行初级保护， 通过放电管将雷击产生的大电流和高电压释放掉， 以 降低残压并把大部分雷电流泄放入大地 ; 第二级采用 PTC 进行阻流延时和分压， 以配合第 一、 三级的元件的特性要求 ; 第三级采用 TVS 进行精细保护， 通过 TVS 瞬态抑制二极管将残 余的电流和电压在其对电路产生损害前以高速释放掉以进一步降低残压， 使其达到设备的 安全电压要求。 0042 软件系统设计 本发明的软件设计首先是数据库设计， 在基于 GSM 通信网络的采集软件中， 数据库包 括实时接收数据表

34、和系统设备数据表。 本发明中数据库采用的是ACCESS2003。 数据库事先 建立并且软件运行后， 由用户编辑设备信息和软件采集数据来填加入库。系统设备数据表 的字段定义为 : 站点 GSM 地址 ( 手机的号码 )、 站点名称、 短信息服务中心号码、 探头地址 ( 逻辑地址 )。所有字段都为文本类型。 0043 本发明实时接收数据表字段定义为:数据记录顺序号， 长整数类型、 站点GSM地址 ( 手机的号码 )、 站点名称、 探头地址 ( 逻辑地址 )， 一般整数类型。采集数据时间， 日期 / 时 间类型、 采集数据值， 长整数类型。其余为文本类型。 0044 本发明用 VB 开发， VB 本

35、身提供数据库编程向导， 和缺省的类来操作数据库， 但是 此种方法非常呆板， 数据库必须由向导固定不能随意更改位置， 主菜单上也会增加数据库 的操作的子菜单等。与本软件要求灵活的数据库操作不能兼容。所以不能采用。VB 又可以 提供数据库控件的方式进行数据库编程， 但是在实际软件中用控件操作数据库也显然和我 们的目标一一数据库在后台操作， 前端画面只以表格的形式显示数据库不符合。而且它的 操作和线程对数据库的操作也无法兼容。因此也不能采用。实际编程中采用的是 DAO 方式 操作数据库， DAO( 数据访问对象 ) 是访问 Access 数据库的一个快速方式， 是一种数据库的 操作接口对象。 004

36、5 本发明主界面上显示接收到设备的具体信息， 包括设备编号、 水质采集的时间、 当 前的水位、 水质、 系统电压以及设备地点 ； 在主界面上可清洗电机和手动采集水质数据 ； 可 进行系统参数设置、 对数据库进行备份、 恢复、 对接收和发送的短信内容进行查看与检索。 0046 本发明软件系统以数据库为中间媒介， 当用户点击 “手动采集” 或需要远程操作现 场设备时， 发送命令首先存入数据库系统， 系统定时查询发送命令的状态， 如果已经处理则 将状态置为 1， 为处理状态为 0。这样能保证系统的可靠性， 假设用户点击操作时， 系统接收 到其他信息， 可能会造成操作不成功， 但如果存入数据库， 系统

37、在下一个查询时便能发现为 处理成功的命令。 系统接收到的水质信息， 也是先存入数据库， 系统再调用数据库处理函数 实时提取有用的数据。 0047 本发明为了保护系统安全， 登陆系统必须有用户和密码， 系统密码是根据 GSM 模 块全球唯一的 ID 号生产的注册码， 保证了系统的安全性。在此界面， 管理员在系统成功登 陆后， 可进行设备的添加与删除， 对现场传感器的采集周期进行设置。用户设定的参数， 全 说 明 书 CN 103399534 A 8 7/7 页 9 部存入数据库， 下次启动系统自动读取设置的参数， 避免了用户重复操作。 为了便于对采集 的水质数据进行分析、 整理， 形成报告， 系

38、统设计了历史数据查询功能。 在此界面， 管理员可 查询每个现场采集终端的详细水质数据。为了提高系统设计的兼容性， 使本系统能进行一 对多通信， 即一个服务器终端软件能与多个现场的设备进行数据采集。在本系统的参数设 置界面可随时添加多个现场数据， 可设置和更改自动发送接收方的手机号， 可设置自动发 送的周期， 可设置本次采集哪个终端的数据， 通过手机号码区别。 0048 本发明预警系统主要在于预警参考标准的设置， 本发明所用标准主要以国家相关 养殖标准为基础。以四大家鱼 ： 青、 草、 鲢、 鳙为例， 预警模型可采用简单的线性模型。参考 值， 根据四大家鱼的生活习性， 要求水中的溶解氧量不应低于

39、 4 毫克升， 低于 2 毫克 升时， 就会产生轻度浮头。当降至 0.6 0.8 毫克升时， 就会产生严重浮头， 当降至 0.3 毫克升以下时， 鱼就会开始死亡。以此确定溶解氧四级预警参考值 ： 溶解氧四级预警参考值表， 参见图 3。 0049 氨氮对鱼类有很强的毒性， 鱼要求水体氨氮的浓度不得大于 0.3 mg/L， 2.5mg/L 的氨氮在对鱼有毒， 3. 1mg/L 的氨氮在对鱼致死过半。 0050 氨氮四级预警参考值表， 参见图 4。 说 明 书 CN 103399534 A 9 1/3 页 10 图 1 说 明 书 附 图 CN 103399534 A 10 2/3 页 11 图 2 说 明 书 附 图 CN 103399534 A 11 3/3 页 12 图 3 图 4 说 明 书 附 图 CN 103399534 A 12