水产养殖中水质监测的特点2.2无线技术选择水产养殖中水质监测的特点表现在:待监测网点多;要求传输的数据量不大;设备体积小、能耗低，成本小。
水质监测条件下不便放置较大的充电电池或者电源模块。
使用GPS、GPRS成本高。
蓝牙技术基本上只是作为有线的替代品，经常是为手机和附近的耳机或PDA联网用的。
与ZigBee相比，它可以在不充电的情况下工作几周，但无法工作几个月或者更久。
红外技术只是一种视距传播。
Wi-Fi虽然是将笔记本和台式计算就接入有线网络的很好的解决方案，但是它的功耗非常高。
uwB适合高速传输大量多媒体数据。
NFc更侧重于为其他无线设备提供虚拟连接，方便他们之间的连接。
zigBee针对低速传感器网络制定，与其他短距离无线通一讯技术相比，突出特点是应用简单，电池寿命长，有组网能力，可靠性高以及成本低。
满足水产养殖水质在线监测对低成本、电池寿命一长及节点多的要求。
2.3ZigBee技术2.3.xzigBee技术的特点ZigBee技术的特点包括以下几方面:l)省电。
两节5号电池支持长达两个月到两年的左右的使用时间。
2)可靠。
采用碰撞避免机制，同时为需要固定带宽的通信业务预留了专用的时隙，避免了发送数据时的竞争和冲突;节点模块之间具有自动动态组网的功能，信息在整个ZigBee网络中通过自动路由的方式进行传输，从而保证了信息传输的可靠性。
3)低成本。
ZigBee协议栈是免专利费的，且ZigBee模块成本比较低。
4)时延短。
针对时延敏感的应用做了优化，通信时延和从休眠状态激活的时延都非常短。
通常时延10-35ms。
5)数据传输效率低，只有10一250kb/s，专注于低传输应用。
6)网络容量大。
每个Z咭Bee网络最多可支持255个设备。
7)安全和保密性高。
ZigBee提供了数据完整性检查和鉴权功能，加密算法通常采用AES-128。
ZigBee针对低速传感器网络制定，相对于其他的无线通信技术，zigBee的功耗和成本是最低的，是一种易布建的低成本无线网络，网络容量大，可以实现大规模的数据采集及传输，所以本系统采用ZigBee无线技术实现数据的传输。
系统整体设计方案养殖水体水质在线监测系统与常规监测系统的不同表现在以下几个方面:首先，水体环境下，布线是件相当困难的事情，并且不易于维护;其次，需要实现多点多参数数据采集，具体说来是指，同一个采集点应该可以采集到水温、PH值、盐度等多个参数，在一个大区域内需要布置多个这种采集节点，这对节点的处理能力提出了更高的要求;再次，监测节点位置容易变更，这要求网络可以动态构建，不是单纯依赖于位置信息;最后，还需要满足低能耗的要求，以更好维护系统的稳定性。
系统实现的功能本文的目标是设计一个用于水产养殖的水质在线监测系统，实现多个环境参数的采集、传输、处理。
该系统以水产养殖水质参数如温度、盐度、PH值等为监测对一象(本系统采集温度参数)，主要功能包括数据的采集、传输、存储及查询，实现对实时数据的监控及对历史数据的查询。
本系统主要由无线传感器模块子节点、嵌入式Web服务器(网关节点)、PC机三部分组成，分别实现了以上功能。
系统设计采用了分层式系统结构，分散式系统安装。
系统由以下三层组成:1)最底层是数据采集及无线转发节点，主要完成数据的采集并通过ZigBee无线通信技术与网络协调器交互数据，通过分布式结构采集数据以获取环境参数。
该部分是多点采集的基础，分布在车间内的各个节点分别采集数据，并统一上报到协调器节点，进行再次传输。
芯片CC2430连接传感器组成。
2)中间一层是数据汇聚层及嵌入式CC243O集成了8051该部分由无线射频内核，具有较强的数据处理能力。
W亡b服务器。
所有终端节点采集到的数据，并通过RS一犯3协调器节点接收本网络下串口协议将数据上传到.ARM处理器。
ARM处理器对接收到的数据进行处理，存入数据库，一同时还负责构建Boa服务器，提供人机交互界面。
该部分以嵌入式微控制器53C2410芯片为基础进行扩展，并在其上移植嵌入式Linux，根据需求进行开发。
这一层是连接本地无线数据采集系统和hitemet的桥梁，实现了本地数据的远程共享。
3)最上层是Intemet上的计算机，通过普通联网计算机的浏览器可以实现数据的实时监控和查询。
该系统的优势主要表现在以下几方面:1)采用无线方式传输水质参数，避免了养殖厂内布线带来的麻烦;2)处理器速度快，且有较强的处理能力，CC2430片上系统集成了80C51内核，可以满足处理速度的要求，且集成了ADC，具有数模转换能力;3)功耗低，ZigBee节点采用电池供电的方式;4)嵌入式服务器的使用使整个系统性能更加可靠、更加小巧，基于B/s的结构更加灵活且方便操作。
综上，和传统的水质在线监测系统相比，该系统既保证了完成了传统的数据采集、传输及存储，实现了数据的监测，又大大降低了成本，易于安装和维护，具有很强的灵活性。
水质监测系统在国内外发展状况当前工业技术与自动化技术已得到了巨大的发展，世界上许多工业化程度高的国家都应用电、机、化工、自动化、仪表、生物工程、电脑、通信等现代化技术来改造水产养殖业。
对水质、水温、溶氧、分选、光照、消毒、污水处理起捕、水流、杀菌、投饲、吸污及应急发电等进行自动化管理。
养殖水体水质监测方法经历了三个阶段:传统经验法、化学法和仪器法。
目前实现水产养殖的国家里瑞典、丹麦、德国、挪威、美国等国家在水质监测系统方面发展比较快，设施很先进，纷纷进入了仪器法阶段。
自动监测技术应用于水产养殖已经有一、二十年的历史，他们己经拥有丰富的经验、成功的案例比如欧美于上世纪80年代开始出现了多参数水质测定仪，主要以监测水温、PH、溶氧量、化学需氧量、总有机碳等水质指标为基础;丹麦水产品研究所所研发的水产品养殖水质监测设备在世界范围内都享有盛誉;德国的史德科马迪可的养鱼工厂采用的封闭式水质环境监测方式并结合多项高科技手段的做法，也是各国争相效仿的对象。
我国在工厂化水产养殖的发展上晚于国外先进国家约十年左右，且在全国范围内，发展程度分布非常不均匀。
我国的工厂化水产养殖的发展具有如下特点，海水养殖超过淡水养殖，北方的技术发展超过南方，新增的养鱼区域超过传统老养鱼区。
且主要集中分布于中国的五个区域:东北地区;中原地区;河西走廊山东半岛和辽宁半岛。
而我国广大的县市工业化养鱼仍属空白，就是上述四个地区，工业化养鱼也是良荞不齐。
且我国水产养殖存在一个严重的问题就是生产过程缺乏病害预警机制与预防策略、水质实时监测与报警比较落后，这都与我国在水质监测系统方面存在的差距有重大关系。
我国较知名的研发此类设备的公司有上海雷磁、宁波奥博等若干家做水产养殖水质分析仪的厂商，但其产品基本是分立式的小型仪器，设备简陋，不能够用于搭建成完善的水质监测系统。
在技术研究方面，水质在线监测系统一般采用GSM、GPRS或者RS-485传输采集到的数据到PC机，实现了两层架构，并且上位机一般采用C/S模式。
这些技术也在一定程度上限制了监测系统大范围地架设，因为GSM、GPRS存在成本较高的问题，寻找到一种更廉价的无线传感方式，也是目前技术领域的热点，Zigbee技术无疑是最有生命活力的技术之一。
研究目的和意义在水产品的养殖过程中，对水质环境的监测的重要性是不言而喻的。
水作为水生生物依赖的生存环境，通过对水质的监测我们可以了解鱼类是否处于最佳的生存环境，从而来判断是否应该对环境做相应的调整，使鱼类更好地生长。
由于将监测技术应用于工厂化水产养殖中，水产养殖才可以实现高产量、大规模、低成本、低能耗、高质量的目标。
通过对各项资源的参数的监测，为统筹规划资源分配提供前提，降低了在原始的自然水产养殖过程中对各种资源的需求。
监测技术的应用也提高了养殖过程的安全性，能够有效地对各种养殖事故进行预计和警示。
随着机电、化工、仪器、自动化工业的发展和进步，水产养殖的工业化日益走向成熟。
工业化的水产养殖方式具有单位水体产量高、养殖周期短、饲料转化率高、管理方便高效等诸多优点。
生产过程对水质、溶氧、水温等诸多因素要求较高，对这些因素进行有效地监测和控制成为了生产过程中非常重要的因素。
近年来，自动检测与控制技术在工业水产养殖中的重要作用得到了进一步的重视，自动检测与控制技术的先天优势在工业化水产养殖中得到了充分体现。
采用自动检测与控制技术，技术人员可以通过各类传感器实现对水质PH值、溶氧量、水温、水深变化的在线精确监测，避免了手工测定的费时、费力、检测结果不精确、存在人工干扰等缺陷。
同时，结合计算机和通信技术的应用，可以对检测数据进行二次分析和处理，为进一步的生产或研究提供数据来源。
目前，无线通信技术和互联网的发展又给工业化水产养殖业注入了新的动力源。
采用无线通信技术设计出无线传感器模块，这样就可以使得检测设备的安置得到进一步简化、成本得到进一步降低。
而采用互联网技术，又可以使得管理人员实现对养殖过程的远程控制，这对于提高生产效率、降低生产成本具有极其重要的意义。
本课题的目的在于针对以上所述的生产需要，结合无线通信技术和互联网技术设计出一套功能健全、测量精确、控制及时的远程水质监测控制系统。
该系统能够进一步提高生产管理过程的自动化和远程化，降低生产成本和生产劳动强度，提高生产的效率。