【摘要】：在我國,大多數(shù)的水產養(yǎng)殖戶都采用經(jīng)驗法進行水產養(yǎng)殖管理,但此法所獲取的水質信息并不十分準確,導致水質管理低效,人力和資源浪費,水產品經(jīng)濟價值以及養(yǎng)殖戶收益較低。同時國內的水質監(jiān)測系統(tǒng)主要是水質參數(shù)采集系統(tǒng)的研究,而在水質控制系統(tǒng)方面的研究相對較少。本文針對以上狀況,開發(fā)了套具有實時采集、歷史查詢、超限預警、PID控制等功能的水產養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)。主要內容如下： (1)介紹了國內外水產養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀,以及國內外水質監(jiān)測系統(tǒng)的工作原理和技術特點。 (2)進行了水產養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的總體架構設計,選用了MSP430F149芯片和RS485組網(wǎng)。以及從站采集系統(tǒng)框架設計、從站控制系統(tǒng)設計、上位機控制中心設計。 (3)設計了硬件核心板、傳感器運算放大電路和增氧機控制電路。硬件核心板包括MSP430F149芯片的AD模塊、定時器模塊和外圍RS485模塊,其中AD模塊負責獲取傳感器的參數(shù),定時器是被PID控制程序所控制,MAX3485ECSA芯片實現(xiàn)RS485組網(wǎng)功能。 (4)介紹RS485的組網(wǎng)方式。選用總線式半雙工組網(wǎng),設計一套上下位機通信協(xié)議,用以實現(xiàn)數(shù)據(jù)精準傳輸,有效防止數(shù)據(jù)紊亂。 (5)下位機軟件設計,主要包括主函數(shù)設計、傳感器數(shù)據(jù)采集程序設計、串口通信設計、通信求和校驗設計、通信封裝設計、積分分離式PID控制程序設計等等。其中介紹PID控制原理、PID參數(shù)整定、以及最終選用積分分離式PID控制。 (6)上位機軟件設計,主要包括主函數(shù)設計、數(shù)據(jù)采集命令發(fā)送程序、數(shù)據(jù)封裝解析程序設計、數(shù)據(jù)儲存程序設計、實時數(shù)據(jù)顯示設計、歷史數(shù)據(jù)查詢設計超限預警設計等等。 (7)現(xiàn)場系統(tǒng)調試,主要測試系統(tǒng)各個從站采集參數(shù)的準確性和穩(wěn)定性,上位機軟件完成實時顯示和歷史查詢等功能。 本系統(tǒng)的創(chuàng)新點在于其控制部分采用了積分分離式PID控制算法控制增氧機,它能有效控制水中的溶解氧含量；以及上下位機通信協(xié)議,上下位機必須完成通信協(xié)議求和校驗,下位機的從站才發(fā)送相應的數(shù)據(jù)到上位機,進而上位機完成數(shù)據(jù)通信協(xié)議封裝的解析,該上下位通信協(xié)議保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏蚀_性。本研究設計的系統(tǒng)在水質監(jiān)控領域具有良好的借鑒意義和應用前景。
【學位授予單位】：海南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：S951.2;TP277

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本文編號：2744596