基于ZigBee技術與cat1工業級RS485-232轉4G網關云服務網箱養殖環境監控系統
目前,網箱養殖水質環境監測主要采用以下三種方式:
(1)憑靠養殖戶的經驗,對水體環境進行評判,這不僅需要養殖人員不間斷地看管,而且也不準確容易出錯。
(2)使用專業儀器取樣檢測的方法,需要較長的檢測周期和較高的檢測成本,不僅付出很多的人力物力,還不能實時獲取水質環境的狀態。
3)通過架設監控系統實現,但由于現場環境復雜、分布廣泛、網箱數目眾多等難點問題,使得現場布線施工困難,成本較高,線路容易老化、腐蝕,維護成本高,難以得到大范圍的推廣。
為解決傳統網箱養殖水質檢測周期長、實時性差、數據誤差大、維修成本高等問題,我司設計了一種基于無線網關與ZigBee進行數據傳輸的深海網箱養殖水質與環境監測系統。
該系統主要通過水質傳感器獲取網箱內海水的溫度、鹽度、濁度、pH以及溶氧等水質參數。
系統總體框架設計
系統通過引入無線網絡,構建了三層復合網絡,分別為底層、中繼層、頂層。底層是由傳感器節點構成,傳感器節點采集網箱水環境參數,打包和發送數據以及響應遠程控制指令等功能,并對執行機構進行控制:中繼層具備匯集和上傳各種傳感器節點數據、轉發遠程控制指令等功能,將各個網箱水環境參數整合,通過GPRS移動網絡發送到Web服務器存儲到相應的數據庫中;頂層通過后臺系統實現對網箱養殖現場監測的分析、決策等功能。
系統組成
數據采集器
串口ZigBee網關設備通過（RS232或者485）連接到溫度傳感器、pH傳感器等傳感器，采集到的數據通過Zigbee傳輸到zigbee物聯網4G網關。
WGT2408Z-R是廣州曉網電子出品的串口ZigBee網關設備，具備最大+8dBm輸出功率，視傳輸離可達500米(@5dbi天線)，工作頻段2.380GHz~2.500Ghz，除ZlgBee的16個標準通道外，還有9個擴展頻段，可以有效避開WIFI、藍牙等其他2.4G信號干擾。
無線傳輸設備
4G網關的作用是實現串口ZigBee網關設備信號和后臺服務器信號的交互，通過TCP/UDP方式開發，無縫的接入后臺服務器軟件。
WGT2420Z-4G一端是需要安裝手機SIM卡的4G網絡，一端是ZigBee網絡，經過簡單配置，即可實現兩種網絡之間的數據轉換和通訊。
曉網云平臺
曉網云平臺結合了的物聯網、云計算、傳感器、自動控制等, 用戶只需要專注于軟件/軟件界面開發，無需硬件開發，無需接觸底層數據，讓開發更簡單、更快速，滿足個性化需求。在瀏覽器或手機客戶端實時顯示海水的溫度、鹽度、濁度、pH以及溶氧等水質參數，通過無線傳感器網絡、移動通訊網絡等信息傳輸網絡將數據傳輸給云平臺上進行處理，用戶可以通過互聯網或手機實時監控網箱各個水質參數的變化情況。
