基于LoRa无线通信的水产养殖监测系统设计及应用

• 作者: 刘传领 池涛 陈明
• 来源期刊: 华南农业大学学报
• 学科: 农学
• 关键词: 水产养殖 MSP430F149 LoRa 水质参数 动态监测 远距离传输
• 年，卷（期）: 2020,（6）
• 所属期刊栏目: 研究论文
• 页码范围: 154-160
• 页数: 7页
• 分类号: S969.39
• 语种: 中文
• DOI: 10.7671/j.issn.1001-411X.202006043

摘要

[目的]针对大面积水产养殖环境覆盖面积广、多种水体环境监测因素综合影响的特点,设计一种可同时监测水体溶解氧、盐度、pH、氨氮和温度5种参数的设备.设备可通过远距离无线通信技术实现水质数据远距离无线传输,并在上位机端可视化平台动态显示监测环境因素.[方法]数据采集终端的控制核心采用TI公司具有16位总线的MSP430F149型微控制器.水质信息通过各传感器采集获取,氨氮采集终端采用量程为0～10 mg/L的NHN-202A型氨氮传感器;溶解氧与温度采集终端采用溶解氧量程为0～20 mg/L、温度量程为0～40℃的RDO-206型传感器;pH采集终端采用量程为0～14的PHG-200型传感器;盐度采集终端采用量程为0～0.5％的DDM-202I/C型传感器.服务器端采用Linux系统搭建,通过JetBrains下的IntelliJ IDEA开发工具搭建,使用的编程语言为Java.线上平台采用SpringMVC框架,数据库连接通过HiBernate对象关系映射框架连接操作.监测平台通过Tomcat部署在Linux系统上,数据展示界面通过调用可视化库Echarts实现.[结果]系统实际所测水体溶解氧含量绝对误差为0.12 mg/L,盐度的绝对误差为0.001％,pH的绝对误差为0.017,温度的绝对误差为0.05℃.单一采集设备功耗测试中,5200 mA电池可持续为终端设备供电28.5 h,且线上系统运行稳定.[结论]本研究设备LoRa无线通信技术与上位机端数据可视化平台相结合的设计增强了远距离水质监测数据采集的可靠性,解决了动态实时测量中监测数据长距离传输问题及数据同步上位机端平台展示问题.