【摘要】：在我國(guó),大多數(shù)的水產(chǎn)養(yǎng)殖戶都采用經(jīng)驗(yàn)法進(jìn)行水產(chǎn)養(yǎng)殖管理,但此法所獲取的水質(zhì)信息并不十分準(zhǔn)確,導(dǎo)致水質(zhì)管理低效,人力和資源浪費(fèi),水產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)價(jià)值以及養(yǎng)殖戶收益較低。同時(shí)國(guó)內(nèi)的水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要是水質(zhì)參數(shù)采集系統(tǒng)的研究,而在水質(zhì)控制系統(tǒng)方面的研究相對(duì)較少。本文針對(duì)以上狀況,開(kāi)發(fā)了套具有實(shí)時(shí)采集、歷史查詢、超限預(yù)警、PID控制等功能的水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)。主要內(nèi)容如下： (1)介紹了國(guó)內(nèi)外水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀,以及國(guó)內(nèi)外水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的工作原理和技術(shù)特點(diǎn)。 (2)進(jìn)行了水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的總體架構(gòu)設(shè)計(jì),選用了MSP430F149芯片和RS485組網(wǎng)。以及從站采集系統(tǒng)框架設(shè)計(jì)、從站控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、上位機(jī)控制中心設(shè)計(jì)。 (3)設(shè)計(jì)了硬件核心板、傳感器運(yùn)算放大電路和增氧機(jī)控制電路。硬件核心板包括MSP430F149芯片的AD模塊、定時(shí)器模塊和外圍RS485模塊,其中AD模塊負(fù)責(zé)獲取傳感器的參數(shù),定時(shí)器是被PID控制程序所控制,MAX3485ECSA芯片實(shí)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(shè)計(jì)一套上下位機(jī)通信協(xié)議,用以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)精準(zhǔn)傳輸,有效防止數(shù)據(jù)紊亂。 (5)下位機(jī)軟件設(shè)計(jì),主要包括主函數(shù)設(shè)計(jì)、傳感器數(shù)據(jù)采集程序設(shè)計(jì)、串口通信設(shè)計(jì)、通信求和校驗(yàn)設(shè)計(jì)、通信封裝設(shè)計(jì)、積分分離式PID控制程序設(shè)計(jì)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(jī)軟件設(shè)計(jì),主要包括主函數(shù)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)采集命令發(fā)送程序、數(shù)據(jù)封裝解析程序設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)儲(chǔ)存程序設(shè)計(jì)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示設(shè)計(jì)、歷史數(shù)據(jù)查詢?cè)O(shè)計(jì)超限預(yù)警設(shè)計(jì)等等。 (7)現(xiàn)場(chǎng)系統(tǒng)調(diào)試,主要測(cè)試系統(tǒng)各個(gè)從站采集參數(shù)的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性,上位機(jī)軟件完成實(shí)時(shí)顯示和歷史查詢等功能。 本系統(tǒng)的創(chuàng)新點(diǎn)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(jī),它能有效控制水中的溶解氧含量；以及上下位機(jī)通信協(xié)議,上下位機(jī)必須完成通信協(xié)議求和校驗(yàn),下位機(jī)的從站才發(fā)送相應(yīng)的數(shù)據(jù)到上位機(jī),進(jìn)而上位機(jī)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?zhǔn)確性。本研究設(shè)計(jì)的系統(tǒng)在水質(zhì)監(jiān)控領(lǐng)域具有良好的借鑒意義和應(yīng)用前景。
【學(xué)位授予單位】：海南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：S951.2;TP277

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本文編號(hào)：2744596