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一种NB-IoT鱼塘水质实时监测系统及监测方法

阅读：771发布：2020-05-08

专利汇可以提供一种NB-IoT鱼塘水质实时监测系统及监测方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及一种NB-IoT鱼塘水质实时监测系统及监测方法，包括主控MCU、溶氧量检测仪、pH检测仪、浊度检测仪、NB-IoT无线传输芯片和GPS 定位芯片，的GPS定位芯片、溶氧量检测仪、pH检测仪、浊度检测仪和主控MCU之间都是通过串口进行通讯，NB-IoT无线传输芯片和主控MCU之间通过SPI通讯，系统还包括太阳能电池板、蓄电池和变压器，太阳能电池板将太阳光转变为电能，通过变压器存储在蓄电池中，蓄电池作为NB-IoT鱼塘水质实时监测系统的电源。本发明提供的NB-IoT鱼塘水质实时监测系统，具有GPS定位功能和利用太阳能电池板供应电源，方便在大面积养鱼场进行多点部署，进行多点检测和监测，高效便捷，适应规模化、工业化的渔场使用。，下面是一种NB-IoT鱼塘水质实时监测系统及监测方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种NB-IoT鱼塘水质实时监测系统，其特征在于：包括主控MCU、溶氧量检测仪、pH检测仪、浊度检测仪、NB-IoT无线传输芯片和GPS定位芯片，所述的GPS定位芯片、溶氧量检测仪、pH检测仪、浊度检测仪和主控MCU之间都是通过串口进行通讯，NB-IoT无线传输芯片和主控MCU之间通过SPI通讯。
2.根据权利要求1所述的NB-IoT鱼塘水质实时监测系统，其特征在于：还包括太阳能电池板、蓄电池和变压器，所述太阳能电池板将太阳光转变为电能，通过变压器存储在蓄电池中，所述蓄电池作为所述NB-IoT鱼塘水质实时监测系统的电源。
3.根据权利要求2所述的NB-IoT鱼塘水质实时监测系统，其特征在于：所述蓄电池为主控MCU、溶氧量检测仪、pH检测仪、浊度检测仪供电。
4.根据权利要求3所述的NB-IoT鱼塘水质实时监测系统，其特征在于：与所述NB-IoT鱼塘水质实时监测系统相匹配的设立有NB-IoT基站。
5.根据权利要求4所述的监测系统的NB-IoT鱼塘水质实时监测方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)溶氧量检测仪、pH检测仪、浊度检测仪分别实时测得水体中的溶氧量、pH值、浑浊度等数据；
(2)步骤(1)中的数据连同GPS定位信息一起传输给主控MCU芯片，主控MCU接收到信号后，通过NB-IoT芯片经过标准的NB-IoT组网协议发送到NB-IoT基站。
6.根据权利要求5所述的监测系统的NB-IoT鱼塘水质实时监测方法，其特征在于：包括以下步骤：所述步骤(2)中，NB-IoT基站将数据发送到服务器，服务器再将数据推送至用户的移动终端的水质监控平台，完成溶氧量、pH值、浑浊度等数据的采集、记录和展示。

说明书全文

一种NB-IoT鱼塘水质实时监测系统及监测方法

技术领域

[0001] 本发明属于水环境监测技术领域，更具体地说，涉及一种NB-IoT鱼塘水质实时监测系统。

背景技术

[0002] 水体是鱼类赖以生存的基本条件，良好的水质可以促进鱼类生长发育，不良的水质会影响其生长，甚至带来各种疫病。对养殖水体进行水质检测可以为合理地选择养殖类型、监控生产过程和改良水质环境提供科学的依据，也是进行养殖水质评价、预测和有效开发利用水资源的重要前提。伴随着科技的进步，渔业养殖业逐渐向规模化、工业化的方向发展，大规模的鱼塘，一般由多个养殖水池组成，而且地域宽广，为了对水质进行全面的实时监控，需要部署多个观测点进行长期的连续的在线检测和记录。传统的水质检测方法主要是人工采样分析，这种方式采样频率低，劳动强度大无法实现实时监控，不能反应水质的连续动态变化。

[0003] 手机、平板等移动终端设备在现代社会已得到广泛普及，基于移动终端的物联网技术(IoT)的发展为用户实现随时随地对渔业生产进行远程监管和干预提供了可能。将移动物联网技术引入大规模、工业化的渔业养殖管理，对水质进行全面的实时监控，能实现鱼塘水质管理的远程控制和干预。

发明内容

[0004] 为解决上述问题，本发明提供了一种NB-IoT鱼塘水质实时监测系统及监测方法，可实时、定时检测鱼塘水质并传输到服务器和移动终端上，便于渔业管理人员进行远程监测鱼塘水质变化状况。

[0005] 为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

[0006] 一种NB-IoT鱼塘水质实时监测系统，包括主控MCU、溶氧量检测仪、pH检测仪、浊度检测仪、NB-IoT无线传输芯片和GPS定位芯片，的GPS定位芯片、溶氧量检测仪、pH检测仪、浊度检测仪和主控MCU之间都是通过串口进行通讯，NB-IoT无线传输芯片和主控MCU之间通过SPI通讯。

[0007] 本技术方案中，进一步地，NB-IoT鱼塘水质实时监测系统还包括太阳能电池板、蓄电池和变压器，太阳能电池板将太阳光转变为电能，通过变压器存储在蓄电池中，蓄电池作为NB-IoT鱼塘水质实时监测系统的电源。

[0008] 进一步地，蓄电池为主控MCU、溶氧量检测仪、pH检测仪、浊度检测仪供电。

[0009] 进一步地，与NB-IoT鱼塘水质实时监测系统相匹配的设立有NB-IoT基站。

[0010] 一种NB-IoT鱼塘水质实时监测方法，包括以下步骤：

[0011] (1)溶氧量检测仪、pH检测仪、浊度检测仪分别实时测得水体中的溶氧量、pH值、浑浊度等数据；

[0012] (2)步骤(1)中的数据连同GPS定位信息一起传输给主控MCU芯片，主控MCU接收到信号后，通过NB-IoT芯片经过标准的NB-IoT组网协议发送到NB-IoT基站，NB-IoT基站将数据发送到服务器，服务器再将数据推送至用户的移动终端的水质监控平台，完成溶氧量、pH值、浑浊度等数据的采集、记录和展示。

[0013] 有益效果

[0014] 本发明提供的NB-IoT鱼塘水质实时监测系统，具有GPS定位功能和利用太阳能电池板供应电源，方便在大面积养鱼场进行多点部署，进行多点检测和监测，高效便捷，适应规模化、工业化的渔场使用。

[0015] 本发明提供的NB-IoT鱼塘水质实时监测系统，使用的NB-IoT技术，功耗低、成本低、传输距离远，借助电信供应商建造的NB-IoT基站，可将鱼塘水质检测数据无线发送至服务器，推送至移动管理人员的手机、平板等移动终端上，方便工作人员实时查看鱼塘水质变化，及时作出反馈。附图说明

[0016] 下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

[0017] 图1为利用太阳能的NB-IoT鱼塘水质实时监测系统示意图。

具体实施方式

[0018] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

[0019] 实施例：

[0020] 一种NB-IoT鱼塘水质实时监测系统，包括主控MCU、溶氧量检测仪、pH检测仪、浊度检测仪、NB-IoT无线传输芯片和GPS定位芯片，的GPS定位芯片、溶氧量检测仪、pH检测仪、浊度检测仪和主控MCU之间都是通过串口进行通讯，NB-IoT无线传输芯片和主控MCU之间通过SPI通讯。

[0021] NB-IoT鱼塘水质实时监测系统还包括太阳能电池板、蓄电池和变压器，太阳能电池板将太阳光转变为电能，通过变压器存储在蓄电池中，蓄电池作为NB-IoT鱼塘水质实时监测系统的电源。

[0022] 蓄电池为主控MCU、溶氧量检测仪、pH检测仪、浊度检测仪供电。

[0023] 与NB-IoT鱼塘水质实时监测系统相匹配的设立有NB-IoT基站。

[0024] 一种NB-IoT鱼塘水质实时监测方法，包括以下步骤：

[0025] (1)溶氧量检测仪、pH检测仪、浊度检测仪分别实时测得水体中的溶氧量、pH值、浑浊度等数据；

[0026] (2)步骤(1)中的数据连同GPS定位信息一起传输给主控MCU芯片，主控MCU接收到信号后，通过NB-IoT芯片经过标准的NB-IoT组网协议发送到NB-IoT基站，NB-IoT基站将数据发送到服务器，服务器再将数据推送至用户的移动终端的水质监控平台，完成溶氧量、pH值、浑浊度等数据的采集、记录和展示。

[0027] 本实施例中，采用型号为STM32L031单片机芯片作为主控MCU，GPS芯片采用UBLOX_G7020芯片，采用NB-IoT作为无线传输芯片，采用现有的具有串行接口的溶氧量检测仪、pH检测仪、浊度检测仪，使用市售太阳能电池板作为供电设备，变压器为常用变压器，蓄电池为锂电池，工作电压5V。

[0028] 本实施例提供的NB-IoT鱼塘水质实时监测系统采用定时设置的工作方式，可通过主控MCU芯片预先设置采集的时间，如每小时采集一次数据并传输，其余时间为休眠时间，处于低功耗状态。当需要采集数据时，MCU自己通过RTC方式唤醒自己，然后通过溶氧量检测仪、pH检测仪、浊度检测仪采集数据，将数据和GPS定位信息通过串口发送给MCU，MCU再唤醒NB-IoT芯片，将数据通过NB-IoT发送出去。

[0029] 本发明提供的NB-IoT鱼塘水质实时监测系统还可以采用实时查看的工作方式，可通过移动端的水质监控平台，发出查看实时水质的请求，服务器接收请求后将唤醒主控MCU芯片，并向其发出采集溶氧量、pH值、浊度等数据的指令，主控MCU芯片接收指令后通过溶氧量检测仪、pH检测仪、浊度检测仪采集数据，将数据和GPS定位信息通过串口发送给MCU，MCU再唤醒NB-IoT芯片，将数据通过NB-IoT发送出去。

[0030] 本实施例提供的NB-IoT鱼塘水质实时监测系统，主要借助NB-IoT网络进行数据传输。主控芯片MCU将溶氧量检测仪、pH检测仪、浊度检测仪采集到的数据和GPS定位信息通过NB-IoT芯片发送出去，经过NB-IoT基站上传到服务器，最终推送到移动终端的水质监控平台上，用于渔业管理人员远程实时查看鱼塘水质变化，功耗低，利传输距离远，适宜在大规模、工业化的养鱼场进行多点部署检测，高效便捷。

[0031] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

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