【摘 要】為了提高魚(yú)塘養(yǎng)殖的自動(dòng)化水平，以STM32為主控芯片，研制了魚(yú)塘水質(zhì)監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水中的溶氧量、溫度和PH值，該系統(tǒng)能自動(dòng)打開(kāi)增氧機(jī)運(yùn)行，使魚(yú)塘中水的溶氧量的上下限保持在設(shè)定的范圍內(nèi)，并有PH值超標(biāo)報(bào)警提示，通過(guò)GSM模塊，通知用戶。

【關(guān)鍵詞】STM32 溶氧量 GSM

一、概述

氧是魚(yú)類(lèi)賴(lài)以生存和生長(zhǎng)發(fā)育必備條件之一。水中溶氧量只有達(dá)到一定的范圍，魚(yú)類(lèi)才能正常的生長(zhǎng)。魚(yú)塘酸堿度（pH值）既影響魚(yú)類(lèi)的生長(zhǎng)，又影響到池水中的營(yíng)養(yǎng)，因此人們經(jīng)常用石灰來(lái)調(diào)節(jié)魚(yú)池的酸堿度。對(duì)于鰱、鳙、草、鯉、團(tuán)頭魴等溫水性魚(yú)類(lèi)，喜偏堿性水，其pH值為7.5～8.5。

目前，多數(shù)養(yǎng)殖戶主要通過(guò)經(jīng)驗(yàn)來(lái)判斷水中溶氧量含量的高低，通過(guò)觀察魚(yú)是否浮頭的現(xiàn)象，來(lái)判斷水中溶氧量的高低，并人工判斷是否開(kāi)啟增氧機(jī)。

二、魚(yú)塘水質(zhì)監(jiān)控系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)

系統(tǒng)擬采用stm32 ARM Cortex-M3作為本系統(tǒng)的處理器，功能如下：系統(tǒng)能自動(dòng)監(jiān)測(cè)水中溶氧量并判斷是否開(kāi)啟增氧機(jī)，同時(shí)檢測(cè)水中ph值的變化，并在ph值超過(guò)上下限時(shí)進(jìn)行自動(dòng)短信報(bào)警。系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖如下：

三、系統(tǒng)各模塊設(shè)計(jì)

整個(gè)系統(tǒng)由傳感器模塊（包括溫度傳感器，溶氧量傳感器[1]，PH值傳感器，用于測(cè)量魚(yú)塘中溫度，溶氧量，PH值，并反饋給主控芯片），主控模塊（STM32開(kāi)發(fā)板，為整個(gè)系統(tǒng)的核心），GSM模塊（一邊連接主控芯片，一邊用短信通知用戶），TFT液晶屏模塊（用于顯示當(dāng)前的溫度），SD卡模塊，五個(gè)主要模塊組成。

3.1傳感器模塊設(shè)計(jì)

3.1.1 溫度傳感器

選用DS18B20數(shù)字溫度傳感器，這是一種常用的溫度傳感器，具有體積小，硬件開(kāi)銷(xiāo)低，抗干擾能力強(qiáng)，精度高的特點(diǎn)?？捎糜谒疁販y(cè)量，農(nóng)業(yè)大棚測(cè)溫，可直接得到數(shù)字量，使用方便。

3.1.2 溶氧量傳感器

499ADO 傳感器用于連續(xù)檢測(cè)液體中溶解氧的含量[2]，測(cè)量范圍是 0-20ppm，主要應(yīng)用在市政污水和工業(yè)污水處理廠的曝氣池中，也可以用于檢測(cè)養(yǎng)殖水池中溶解氧的含量。

3.1.3 PH值傳感器

PH值傳感器用來(lái)檢測(cè)魚(yú)塘中當(dāng)前PH值的含量是否在設(shè)定的范圍內(nèi)，并決定是否給用戶發(fā)出報(bào)警。

3.2主控芯片模塊設(shè)計(jì)

主控芯片采取STM32f103rbt6，這款芯片，而意法半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的這款以Cortex-M3系列內(nèi)核的STM32f103rbt6擁有更強(qiáng)勁的性能、更高的代碼密度、位帶操作、可支持60個(gè)可屏蔽中斷、低成本和低功耗等眾多優(yōu)勢(shì)，而且組成員對(duì)這款芯片較熟悉。它還有優(yōu)異的實(shí)時(shí)性能，杰出的功耗控制。

3.3 GSM模塊設(shè)計(jì)

當(dāng)STM32主控芯片作出相應(yīng)的反應(yīng)時(shí)，可利用GSM模塊向用戶發(fā)送報(bào)警信息。

TFT液晶屏模塊：可用于顯示當(dāng)前魚(yú)塘的溫度、溶氧量、PH值等信息。

SD卡模塊：用于儲(chǔ)存需要的信息，比如正常的魚(yú)塘內(nèi)溶氧量、溫度、PH值等信息。

四、系統(tǒng)整體功能

該系統(tǒng)主要體現(xiàn)了智能化控制魚(yú)塘的含氧量以及對(duì)溫度、PH值的報(bào)警，此外系統(tǒng)還具有功耗低、功能強(qiáng)、可靠性高、使用方便等特點(diǎn)，大大節(jié)省了農(nóng)民的時(shí)間、精力。提高了魚(yú)類(lèi)養(yǎng)殖的安全性和自動(dòng)化水平，有效地降低了養(yǎng)殖成本，提高了養(yǎng)殖的產(chǎn)量。

五、結(jié)論

將所學(xué)的電子學(xué)、傳感器、處理器方面的知識(shí)應(yīng)用到生活生產(chǎn)中，能提高我們的生活質(zhì)量，使我們的生活變得豐富多彩、方便快捷。該系統(tǒng)經(jīng)過(guò)改進(jìn)可以大規(guī)模的應(yīng)用到農(nóng)業(yè)中，有很強(qiáng)的商業(yè)價(jià)值和實(shí)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

[1] 徐維， 趙德安. 水產(chǎn)養(yǎng)殖中溶解氧的檢測(cè)與控制技術(shù)的研究 [J]. 農(nóng)機(jī)化研究， 2 00 7（1）： 7 4- 76

[2] 朱建中. 微型 C lark氧傳感器的進(jìn)展[J] . 傳感器世界， 19 96 ， 1 2（9） ： 5-10

作者簡(jiǎn)介：

胡紅偉，1990-08，男，漢，河南周口，學(xué)生，研究方向：對(duì)STM32處理器應(yīng)用方面的研究。