第一章简介
11研究背景及选题意义
我国作为农业大国，经济发展最重要的因素是农业经济，而农业经济的主要产业之一就是养殖业。水产养殖是指通过人为控制水生生物的繁殖和培育而获得成品的过程[1]。
从养殖方式来看，规模化养殖是在中小型天然水体中利用饲料养殖海产品，集约化养殖是在小规模养殖中投喂海产品，高密度养殖则依靠水温控制。小水体中农业用氧气和饲料[2]。
近几十年来水产养殖业的不断发展，对于我国未来农村经济发展和现代渔业建设具有重要意义。
随着水产养殖面积不断增长，大量高价值海产品正流入国内。
放养密度也越来越大，传统的养殖方式已经不能满足水产养殖的质量和效益要求。
求。不同养殖模式、品种交叉等题越来越普遍，当今的水产养殖业
再生水环境监测仍然需要人工确定和调节水质。
高管尚未达到智力水平[3]。用于监测的设备比较简单，无法准确监测。
实时检测水质。
水生生物的产量和利润与养殖区的水质直接相关。
协会。水产养殖发展规模不断扩大，各种水质题不断出现。
多一点。例如，养鱼场的环境题将直接影响水产养殖产品的生长和发展。
如果某些生长指标超标，生长速度可能会减慢，最坏的情况下可能会出现损坏。
它导致广泛的死亡[4]。因此，水质监测已成为水产养殖业亟待解决的题之一。
实现水产养殖环境健康、智能的水质管理也成为水产养殖业的重要课题。
提高效率是关键。
准确、实时、在线监测养鱼场水质需要完整的水产品。
养殖信息管理及养殖水环境实时在线监测，会议节点覆盖区域
为了满足网络广泛、自组织能力强、拓扑结构动态性能较高的要求，本文采用多通道。
水质传感器与ZigBee技术组成自组织多跳无线网络，有效解决养殖场水污染题。
水质数据的采集、处理和传输等题，实现养殖水质环境的远程在线监测和控制。
系统，本研究对于水产养殖的智能化、信息化管理具有实际意义。
12国内外研究现状
121国内研究现状
国内早期的养殖方法仍然依赖人工监测，相对繁琐。
而且价格较高，农民对其的偏好逐渐降低。将养殖水平提升至国外同等水平
同样层面，自上世纪80年代以来，我国大量投资引进国外一些成熟的监控设备。
引进养殖技术取得了一定的成功，但成本相对较高。
我国投入了更多的精力和物力使水产养殖智能化。
取得了一定的效果。国内一些大学也逐渐开始水质监测方面的研究。
同大研发的自动水质监测仪可以同时监测多个水质参数。北京机械工业
该校已成功将MODBUS技术应用于水质分析仪，可实现现场水质采集。
贮存；哈尔滨工业大学开发的它功能更齐全、价格更低、具有多种监控能力。
装置参数[5]。我国虽然生产水质监测设备，但还不如国外的一些产品。
但在性能上仍存在一些差距。
要解决这个题，必须增加大量的人力、物力，一般来说是不划算的。
不大。即使增加人力、物力的投入，培育高智力的成本也无法降低。
如果能因数量少而降低养殖成本，就能从根本上解决这个题。配种
大部分成本都花在购买监测水质参数和能源消耗的设备上，所以如果可能的话。
我们根据养殖目标、养殖区域等各种影响因素，合理规划设计系统。
通过采用科学的方法，购买相关的监测设备，设计的监测系统就变成了水。
是实现生产、养殖智能化的关键。
水质监测系统的工作流程如下首先，我们使用各种水质传感器从鱼塘收集相关数据。
水质参数经过调节、放大、模拟量转换为数字量并通过RS485串口传输。
对于个人电脑。PC机的作用是实时显示和存储接收到的数据，同时也下载数据。
向子计算机发送一些相关的控制命令。下位机收到命令后，移动到相应的设备。
控制并实现协调目标[6]。
国内水质监测系统可以满足水产养殖的智能化要求，但仍
有些题仍未解决。例如，水质采集精度低、传感器节点使用寿命、采集
节点分布极不均匀，布线复杂，线路维护困难，且成本高、能耗高，无法长期使用。
存在收水等题，主机功能不完善。
近年来，无线传感器网络的逐渐发展也使其在水产养殖业中得到应用。
其中，智能化水平更高、信息时效性更强、扩展性更好的优势日益凸显。
支持多路传感器数据同时采集并组合应用于水产养殖水质
监控。该系统具有去中心化、多协议兼容、自组织、信息高流通等特点。
实时实现准确高效的信息处理目标。
122国外研究现状
在国外，水质相关领域的研究起步较早，到20世纪中叶，
相关研究人员将机械控制、生物技术等相关原理知识应用到水产养殖领域。
开始控制域内与繁殖相关的设备[7]。
20世纪80年代，无线电子学知识和计算机技术开始结合。
它们结合起来用于监测水环境中的水质并尝试实现自动化。监测参数参考
水质监测指标包括水体pH值、微生物含量、矿物盐含量等[8]。
Gempcsaw和其他研究人员再次使用计算机系统来监测水产养殖水域。
我们进行了模拟分析，并逐渐开始将计算机相关技术映射到水产养殖业。
正在申请。后来，美国和欧洲一些相关国家逐渐开始使用微型计算机。
我们着手实现养殖水体pH、电导率等水质参数的相关监测和控制。
水质调节自动化研究[9]。
目前常用的系统中，主要有两种较为标准化的系统这是美国和澳大利亚生产的EMNET系统。
Fleck系统是澳大利亚生产的，但是它能采集的两类水质参数比较少；
由于其通信速度低、功耗高，更适合研究[10]。后来在一些国家如
德国、瑞士、日本等国家都开始研发和引进相关的水质自动监测设备。
开始应用于养殖水质参数检测。
关于国外研究的水产养殖水环境水质实时在线监测系统，
监控主要有两个主要应用一种是基于定时和定点算法，每周监测特定的水质参数。
定期在线监测pH值和温度。例如，就养鱼场的在线管理系统而言，英国的该系统是
该系统的一个特点是可以使用无线通信来收集数据，因此可以上传和收集一些数据。
这方面的题已经得到了更好的解决[11]。
另外就是利用无线宽带可以广泛应用于一些海洋区域的养鱼场。
通讯技术基础，可以直观地显示和监控。卡斯特利邦沿海繁殖地等
卡斯坦尼翁位于西班牙海岸的地中海地区。24GHz是通过微波，
58GHz、室内34km内陆、10km近海养殖区带宽传输速率为
1Mbps。该解决方案不仅能够传输水质数据，还可以实时传输视频和图像，同时进行可视化管理[12]。
13本课题主要研究内容及论文结构
通过水产养殖环境水质在线监测系统的发展现状和未来展望，
了解这一点后，我们研究了相关的理论知识和技术，并将各种水质参数传感器与ZigBee连接起来。
我们设计了基于ZigBee并结合无线网络的在线水产养殖水质监测系统。结合实际
它提供了实际要求、功能要求和经济成本等因素，并结合相关技术要求。
水产养殖水质在线监测系统总体设计方案揭晓。
论文结构如下。
第一章介绍了本文选题的相关背景，并对国内外水在相关领域的应用进行了比较。
阐明了水产养殖水质监测系统的特点、本课题的主要研究意义并进行了讨论。
文章的主要研究内容和结构。
第2章选择ZigBee网络拓扑并分析ZigBee协议栈的原理。
并分析PNN算法的优缺点，通过网络构建过程构建水质预测模型。到系统
提供了功能需求的简要总结，最后提供了总体系统设计计划。
第三章对系统进行模块划分，完成传感器选型和电路设计。
该系统需要进行水质数据处理和传输模块的设计以及硬件结构的搭建。
第四章通过软件开发语言的研究，完成了水质监测系统的高级计算机监测界面。
设计。设计终端节点、路由节点、汇聚节点的数据采集和数据传输程序流程。
第五章首先测试ZigBee节点的性能，然后测试ZigBee的组网能力。
最后对系统构建的水质预测模型的准确性进行测试分析并进行实验模拟。
性能经过测试。
第二章系统核心技术及系统总体设计
通过对ZigBee无线通信、GPRS无线通信等技术的研究，熟悉基本原理。
每个网络的管理和部署流程。我们对随机神经网络算法进行了深入研究并分析了其主要内容。
建立系统的水质预测模型，优缺点并存。分析系统需求并设计完整的系统规划。
21Zigbee无线通信技术
211ZigBee网络拓扑
ZigBee是一种短距离双向无线通信技术，在满足标准要求的基础上，ZigBee考虑了以下几点
满足建设成本、传输距离、网络组网方式等要求。可以配置少量系统。
无线传输网络[13]由多达数万个网络节点组成，具有能耗低、占用空间和配置小等特点。
具有成本低、数据交换可靠、节点容量大、组网方式灵活、兼容性好等优点。这很重要
数据传输速率控制在10kb/s至250kb/s之间，并且可以依靠电池供电运行数月或数年[14]。
ZigBee网络拓扑如图2-1所示。
图2-1ZigBee网络拓扑
图2-1ZigBee网络拓扑
星型网络拓扑底层的多个终端节点只能与上层的汇聚节点通信。
数据通讯。该组网方式的优点是简单，但缺点是可扩展性差，不适合网络覆盖。
更大的系统[15]。网状网络拓扑汇聚节点充当组织者和一些相关的
一切都完成了。由于两个节点之间有很多通信路径，系统通信
虽然可靠性很高，但由于动态路由拓扑，很难定性分析网络算法[16]。树形网络拓扑
Flutter结构既具有星型结构的简单性，又扩展了应用范围。它允许消息交叉。
障碍提高了网络的可扩展性，但多跳可能会导致严重的信息延迟[17]。
要构建无线传感器网络，网络拓扑的选择非常重要。假设您的设备已连接。
如果入口点之间的距离小于100米，则星形拓扑更合适。
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