湯鵬蔚
摘 要:文中闡述了一種智能魚塘監(jiān)測系統(tǒng),系統(tǒng)利用STC89C52單片機(jī)對濁度,溫度,PH值進(jìn)行控制處理,可對相關(guān)數(shù)據(jù)設(shè)定數(shù)值范圍,并進(jìn)行報警。并通過顯示屏顯示各參數(shù)。此設(shè)計從難易程度上來看結(jié)構(gòu)相對簡單,使用比較靈活,因此具有很大的潛力和使用研究價值。[1]
關(guān)鍵詞:STC89C52單片機(jī);PH;溫度;濁度
前言
中國是一個農(nóng)業(yè)大國,水產(chǎn)養(yǎng)殖自古以來就有許多記載,所以對是中國農(nóng)業(yè)來說是重要組成的一部分。公元前幾世紀(jì),《養(yǎng)魚經(jīng)》出版。它由范偉在春秋末期撰寫,是中國介紹水產(chǎn)養(yǎng)殖類最早的一本書。水產(chǎn)養(yǎng)殖是人為控制下繁殖、培育和收獲水生動植物的生產(chǎn)活動。它需要種植的面積很廣,種植密集,種植密度高。集約化種植是利用誘餌和其他方法在小型水體中種植水產(chǎn)品,例如池塘養(yǎng)魚和網(wǎng)箱養(yǎng)魚。廣泛的養(yǎng)殖是在中小天然水域中通過天然誘餌養(yǎng)殖水產(chǎn)品,例如湖泊和水庫中的養(yǎng)魚以及淺海扇貝。高密度集約化栽培通過控制水溫,人工氧合和飼養(yǎng),在小水體中進(jìn)行高密度培養(yǎng)。[2]
近年來,水產(chǎn)養(yǎng)殖規(guī)模越來越大,成為中國最重要的農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)之一。 2012年,中國進(jìn)出口的水產(chǎn)品總量越來越多,貿(mào)易逆差第一次超過了100億元。全國的水產(chǎn)品總量達(dá)到5906萬噸,同比增長5.4%。這表明中國的水產(chǎn)養(yǎng)殖已經(jīng)走上了符合國情的發(fā)展道路。水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的可持續(xù)發(fā)展對中國農(nóng)村長期經(jīng)濟(jì)發(fā)展和現(xiàn)代漁業(yè)建設(shè)具有重要的指導(dǎo)意義。[3]
雖然水產(chǎn)養(yǎng)殖發(fā)展迅速,但仍有許多問題需要解決。[4]培養(yǎng)環(huán)境的質(zhì)量直接影響?zhàn)B殖產(chǎn)品的生長和發(fā)展。近年來,由于水產(chǎn)養(yǎng)殖的發(fā)展,對水產(chǎn)養(yǎng)殖水域的要求越來越高。當(dāng)某些指標(biāo)超標(biāo)以后,輕度造成生長遲緩,造成大規(guī)模農(nóng)業(yè)死亡的重大原因,造成重大經(jīng)濟(jì)損失。[5]因此我們通過各種途徑和方法對水資源進(jìn)行檢測和改善。一旦發(fā)現(xiàn)水質(zhì)受到污染或發(fā)生異變,便可以立即采取措施。
1.智能魚塘監(jiān)測系統(tǒng)的基本理論
1.1魚塘的含義與概念
魚塘是指捕魚或養(yǎng)魚的地方。一般理想的魚塘,深水池,大面積,供水順暢,充足的陽光,肥沃的水,交通便利,有利于魚類的生長和生產(chǎn)和管理。
1.2智能監(jiān)測系統(tǒng)的概念
智能監(jiān)控系統(tǒng)采用計算機(jī)技術(shù),模式識別技術(shù)和圖像處理技術(shù),通過計算機(jī)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力將沒有用的信息過濾掉,然后進(jìn)行預(yù)警處理,全天候全自動的情報實時監(jiān)控系統(tǒng)。
1.3研究意義
以發(fā)展的眼觀來看,以后的水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)一定會發(fā)展成大規(guī)模養(yǎng)殖,所以要把水產(chǎn)品的質(zhì)量提高,產(chǎn)量提高,又要降低成本。水質(zhì)監(jiān)測就顯得尤為重要。以下是魚塘的水質(zhì)檢測對人類生活的重要意義:
(1)評估周圍一帶是否適合發(fā)展水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè),防止浪費人力財力,進(jìn)行虧本生意。
(2)判斷魚塘是否受污染,是否會對人類產(chǎn)生影響
(3)判斷魚塘的生產(chǎn)能力,水質(zhì)是否有利于生產(chǎn),并提早進(jìn)行防治處理,達(dá)到利益最大化
(4)分析污染物來源和途徑
(5)提升魚類生長速度
(6)為人類日常飲食安全健康和財產(chǎn)安全提供保障
2.系統(tǒng)整體設(shè)計方案
本課題是要開發(fā)一個全自動檢測魚塘濁度,PH,和溫度的智能系統(tǒng)。設(shè)計用STC89C52單片機(jī)為控制平臺,實現(xiàn)魚塘檢測系統(tǒng)的智能檢測。設(shè)計完成由DS18B20溫度傳感器檢測水的溫度,PH傳感器檢測水中PH值,以及紅外發(fā)射管紅外接收管檢測水的濁度,由這些共同組成智能魚塘檢測系統(tǒng)。最后在顯示屏上顯示數(shù)據(jù),并伴有超出定值蜂鳴器報警的功能。
系統(tǒng)由單片機(jī),按鍵電路,渾濁度模塊電路,PH模塊接口,蜂鳴器電路,液晶顯示器,下載電路,溫度傳感器組成。
3.硬件電路設(shè)計
3.1PH測量
本設(shè)計選用的PH傳感器為YC-07型的PH傳感器,溫度范圍為0℃—110℃,完全能滿足設(shè)計環(huán)境需要,可測PH范圍為0—14。
3.2 溫度測量
采用的是DS18B20溫度傳感器,是一個種單線數(shù)字溫度傳感器芯片。不像一般的熱敏電阻,所述DS18B20可以直接由微控制器改變溫度轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號以進(jìn)行處理,還可以設(shè)定溫度警戒范圍,當(dāng)溫度超出可產(chǎn)生報警。
3.3 濁度測量
本系統(tǒng)采用的是紅外發(fā)射管和紅外接收管檢測水的濁度。
探頭通過光學(xué)透鏡向被測介質(zhì)發(fā)射一束管線,遇到介質(zhì)中的懸浮顆粒產(chǎn)生90度的散射光,通過探頭的另一個透鏡接收,光線的強(qiáng)度和被測介質(zhì)的濁度成比例關(guān)系。因此紅外測濁度不受被測介質(zhì)的顏色的影響。
4.總結(jié)與展望
系統(tǒng)可以對魚塘進(jìn)行全時段監(jiān)測,具有成本低,電路簡單穩(wěn)定的特點??蓪ο到y(tǒng)進(jìn)行改良,完成各個檢測系統(tǒng)。所以具有推廣應(yīng)用價值。
系統(tǒng)雖然已經(jīng)初步可以實用水產(chǎn)養(yǎng)殖和水質(zhì)檢測,但還有一些不完善的地方,比如:數(shù)據(jù)顯示并不直觀,并且可以在編程來進(jìn)一步加工。
參考文獻(xiàn):
[1]王明發(fā),邵海龍,陳偉,等.基于51單片機(jī)的智能水族箱設(shè)計[J].電子世界,2018(16):125-126.
[2]張航.基于MCS-51單片機(jī)的數(shù)字電子稱設(shè)計[J].大眾科技, 2018,20(06):10-11.
[3]魏琳.基于51單片機(jī)的便攜式腦電系統(tǒng)的設(shè)計[J].電子測試,2018(12):9-15.
[4]王軍琦,徐銘,岑威,等.基于51單片機(jī)與VB.NET的應(yīng)用設(shè)計[J].無線互聯(lián)科技,2018,15(17):57-58.
[5]劉子莘. 基于AT89C51單片機(jī)檢測障礙小車的設(shè)計[J].江西電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報,2018,31(05):3-4.
[6]沙益夫.基于AT89C51單片機(jī)控制的動態(tài)血壓監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計[J].中國醫(yī)學(xué)裝備,2018,15(06):7-11.DOI:10.3969/J.ISSN.1672-8270.2018.06.002.