智能魚塘監(jiān)測系統(tǒng)

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單片機對濁度，溫度，PH值進行控制處理，可對相關(guān)數(shù)據(jù)設(shè)定數(shù)值范圍，并進行報警。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;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，《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)濟發(fā)展和現(xiàn)代漁業(yè)建設(shè)具有重要的指導意義。[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。當某些指標超標以后，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)濟損失。[5]因此我們通過各種途徑和方法對水資源進行檢測和改善。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)采用計算機技術(shù)，模式識別技術(shù)和圖像處理技術(shù)，通過計算機強大的數(shù)據(jù)處理能力將沒有用的信息過濾掉，然后進行預警處理，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)，并提早進行防治處理，達到利益最大化

（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，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)字信號以進行處理，還可以設(shè)定溫度警戒范圍，當溫度超出可產(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)進行改良，完成各個檢測系統(tǒng)。所以具有推廣應用價值。

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一步加工。

參考文獻：

[1]王明發(fā)，邵海龍，陳偉，等.基于51單片機的智能水族箱設(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單片機與VB.NET的應用設(shè)計[J].無線互聯(lián)科技，2018，15（17）：57-58.

[5]劉子莘. 基于AT89C51單片機檢測障礙小車的設(shè)計[J].江西電力職業(yè)技術(shù)學院學報，2018，31（05）：3-4.

[6]沙益夫.基于AT89C51單片機控制的動態(tài)血壓監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計[J].中國醫(yī)學裝備，2018，15（06）：7-11.DOI：10.3969/J.ISSN.1672-8270.2018.06.002.