魚塘控制系統(tǒng)

1、魚塘生態(tài)養(yǎng)殖魚塘生態(tài)養(yǎng)殖控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)120210120210班班陳登弟陳登弟 120210103 120210103目目 錄錄前期調(diào)研前期調(diào)研2項(xiàng)目方案項(xiàng)目方案3項(xiàng)目總結(jié)項(xiàng)目總結(jié)4設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)要求11.設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)要求 1畝面積的魚塘飼養(yǎng)畝面積的魚塘飼養(yǎng)2萬(wàn)條魚，夜晚無(wú)人值守，要求萬(wàn)條魚，夜晚無(wú)人值守，要求自動(dòng)投食、檢測(cè)水質(zhì)，價(jià)格便宜、盡量節(jié)約電能，出自動(dòng)投食、檢測(cè)水質(zhì)，價(jià)格便宜、盡量節(jié)約電能，出現(xiàn)問(wèn)題能給出報(bào)警信息?，F(xiàn)問(wèn)題能給出報(bào)警信息。2.前期調(diào)研前期調(diào)研 池塘生態(tài)養(yǎng)魚是一種養(yǎng)殖水面相對(duì)狹小池塘生態(tài)養(yǎng)魚是一種養(yǎng)殖水面相對(duì)狹小 、人工可、人工可控度高的人工生態(tài)系統(tǒng)控度高的人工生態(tài)

2、系統(tǒng) 。由于與外界水體交換少。由于與外界水體交換少 ，適，適宜不同棲息習(xí)性和食性宜不同棲息習(xí)性和食性 的品種混養(yǎng)的品種混養(yǎng) ，且餌料充足，且餌料充足 ，利用水體充分利用水體充分 ，甚至還可使用施肥的方法來(lái)培育天然，甚至還可使用施肥的方法來(lái)培育天然餌料等特點(diǎn)，形成了一個(gè)集約化程度高餌料等特點(diǎn)，形成了一個(gè)集約化程度高 、資源利用充、資源利用充分分 、物質(zhì)和能量循環(huán)速度快、物質(zhì)和能量循環(huán)速度快 、產(chǎn)出能力大、產(chǎn)出能力大 、相、相 對(duì)封對(duì)封 閉的生態(tài)一經(jīng)濟(jì)循環(huán)系統(tǒng)。所以為了提高經(jīng)濟(jì)效益，閉的生態(tài)一經(jīng)濟(jì)循環(huán)系統(tǒng)。所以為了提高經(jīng)濟(jì)效益，增加投入產(chǎn)出比，對(duì)魚塘更有效的控制越來(lái)越成為現(xiàn)增加投入產(chǎn)出比，對(duì)魚塘更

3、有效的控制越來(lái)越成為現(xiàn)代化養(yǎng)殖模式的必要。代化養(yǎng)殖模式的必要。魚塘主要用途魚塘主要用途一般分類一般分類池塘類網(wǎng)箱類湖灣類 池塘混合養(yǎng)池塘混合養(yǎng)殖，水中有機(jī)物殖，水中有機(jī)物多，形成良好的多，形成良好的生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)。生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)。 網(wǎng)片制成的網(wǎng)片制成的箱籠養(yǎng)魚，水質(zhì)箱籠養(yǎng)魚，水質(zhì)清新，可高密度清新，可高密度精養(yǎng)，以浮式較精養(yǎng)，以浮式較多。多。 水域廣，水深水域廣，水深大，水質(zhì)良好，大，水質(zhì)良好，適宜于大規(guī)模養(yǎng)適宜于大規(guī)模養(yǎng)殖，同時(shí)適合于殖，同時(shí)適合于養(yǎng)殖大型魚類，養(yǎng)殖大型魚類，及多魚種混養(yǎng)。及多魚種混養(yǎng)。魚塘主要設(shè)備類型魚塘主要設(shè)備類型( 增氧機(jī)增氧機(jī))射流式增氧機(jī)射流式增氧機(jī)葉輪式增氧機(jī)葉輪式增

4、氧機(jī)水車式增氧機(jī)水車式增氧機(jī)噴水式增氧機(jī)噴水式增氧機(jī)魚塘其他設(shè)備魚塘其他設(shè)備停電報(bào)警器停電報(bào)警器投餌機(jī)投餌機(jī)溶氧監(jiān)測(cè)控制器溶氧監(jiān)測(cè)控制器魚塘主要技術(shù)指標(biāo)魚塘主要技術(shù)指標(biāo)（一）溫度溫度 不同魚類對(duì)水溫的要求不同。鰱、鳙、草、鯉、團(tuán)頭魴等屬溫水魚類，適宜生活的水溫為2030。羅非魚屬熱帶魚類，適宜水溫為2534。（二） 含氧量含氧量 一般魚類適宜的溶氧值為3毫克/升以上。（三） 投飼投飼 投飼要與水溫相結(jié)合，并且還要定點(diǎn)投飼。在水溫低于15,投飼率為1%，在水溫介于16到19之間,投飼率為1.8%，在水溫介于20到23之間日,投飼率為2.3%。魚塘主要控制對(duì)象魚塘主要控制對(duì)象（一）溫度測(cè)量溫度測(cè)量

5、 實(shí)現(xiàn)24小時(shí)實(shí)時(shí)溫度測(cè)量和報(bào)警。（二）溶氧量測(cè)量和調(diào)節(jié)溶氧量測(cè)量和調(diào)節(jié) 通過(guò)增氧設(shè)備實(shí)現(xiàn)溶氧量調(diào)節(jié)， 定時(shí)進(jìn)行溶氧量測(cè)量，不足時(shí)報(bào)警。（三）自動(dòng)開(kāi)啟和關(guān)閉投餌機(jī)自動(dòng)開(kāi)啟和關(guān)閉投餌機(jī) 通過(guò)定時(shí)的開(kāi)啟和設(shè)定飼喂量的方式實(shí)現(xiàn)。本次魚塘結(jié)構(gòu)剖面圖本次魚塘結(jié)構(gòu)剖面圖設(shè)計(jì)輸出設(shè)計(jì)輸出規(guī)劃規(guī)劃輸出輸出設(shè)備用途設(shè)備用途基本指標(biāo)基本指標(biāo)詳細(xì)參數(shù)詳細(xì)參數(shù)能測(cè)量反映溫度，且增氧機(jī)能根據(jù)能測(cè)量反映溫度，且增氧機(jī)能根據(jù)實(shí)際檢測(cè)器檢測(cè)的情況，適時(shí)調(diào)整實(shí)際檢測(cè)器檢測(cè)的情況，適時(shí)調(diào)整魚塘含氧量，投餌機(jī)根據(jù)設(shè)定時(shí)間魚塘含氧量，投餌機(jī)根據(jù)設(shè)定時(shí)間和數(shù)量投放餌料，超出設(shè)定警戒量和數(shù)量投放餌料，超出設(shè)定警戒量后，能向外界發(fā)出警報(bào)。

6、后，能向外界發(fā)出警報(bào)。 魚塘面積魚塘面積1畝，水深一米五，畝，水深一米五，飼養(yǎng)飼養(yǎng)2萬(wàn)條魚萬(wàn)條魚。要求能。要求能 24小時(shí)實(shí)小時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)控，且夜晚無(wú)人值守，且超時(shí)監(jiān)控，且夜晚無(wú)人值守，且超過(guò)限定值后發(fā)出警報(bào)。過(guò)限定值后發(fā)出警報(bào)。水溫：水溫： 2030.含氧量：含氧量： 3毫克毫克/升以上升以上.Ph： pH值為值為7.08.5投飼比率：投飼比率： 15,投飼率為投飼率為1%，在水溫在水溫16到到19,投飼率為投飼率為1.8%，在水溫在水溫20到到23,投飼率為投飼率為2.3%投鉺時(shí)間：每投鉺時(shí)間：每3小時(shí)投飼一次。小時(shí)投飼一次。警戒值警戒值:小于小于30度。小于度。小于 3毫克毫克/升升3.項(xiàng)目

7、方案項(xiàng)目方案設(shè)計(jì)框圖設(shè)計(jì)框圖器件選型器件選型原理圖、接線圖原理圖、接線圖設(shè)計(jì)框圖設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)框圖設(shè)計(jì) 溫度傳感器溫度傳感器（）接觸式溫度傳感器（）接觸式溫度傳感器1常用熱電阻常用熱電阻 范圍：范圍：-260850；精度：；精度：0.001。改進(jìn)后可連續(xù)工作。改進(jìn)后可連續(xù)工作2000h，失效率小于，失效率小于1，使用期為，使用期為10年。年。2管纜熱電阻管纜熱電阻 測(cè)溫范圍為測(cè)溫范圍為-20500，最高上限為，最高上限為1000，精度為，精度為0.5級(jí)。級(jí)。3陶瓷熱電阻陶瓷熱電阻 測(cè)量范圍為測(cè)量范圍為200+500，精度為，精度為0.3、0.15級(jí)。級(jí)。4超低溫?zé)犭娮璩蜏責(zé)犭娮?兩種碳電阻，可分別

8、測(cè)量?jī)煞N碳電阻，可分別測(cè)量268.8253-272.9272.99的溫度。的溫度。5熱敏電阻器熱敏電阻器 適于在高靈敏度的微小適于在高靈敏度的微小溫度測(cè)量溫度測(cè)量場(chǎng)合使用。經(jīng)濟(jì)性好、價(jià)格便宜場(chǎng)合使用。經(jīng)濟(jì)性好、價(jià)格便宜。 溫度傳感器溫度傳感器（二）非接觸式溫度傳感（二）非接觸式溫度傳感l(wèi)輻射高溫計(jì)輻射高溫計(jì) 用來(lái)測(cè)量用來(lái)測(cè)量 1000以上高溫。分四種：以上高溫。分四種：光學(xué)高溫計(jì)光學(xué)高溫計(jì)、比色高溫計(jì)、輻射高、比色高溫計(jì)、輻射高溫計(jì)和光電高溫計(jì)。溫計(jì)和光電高溫計(jì)。2光譜高溫計(jì)光譜高溫計(jì) 前蘇聯(lián)研制的前蘇聯(lián)研制的YCII型自動(dòng)測(cè)溫通用光譜高溫計(jì)型自動(dòng)測(cè)溫通用光譜高溫計(jì),其測(cè)量范圍為其測(cè)量范圍為4

9、006000,它是采用電子化自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)它是采用電子化自動(dòng)跟蹤系統(tǒng),保證有足夠準(zhǔn)確的精度進(jìn)行自動(dòng)測(cè)量。保證有足夠準(zhǔn)確的精度進(jìn)行自動(dòng)測(cè)量。 3超聲波溫度傳感器超聲波溫度傳感器 特點(diǎn)是響應(yīng)快特點(diǎn)是響應(yīng)快(約為約為10ms左右左右)，方向性強(qiáng)。目前國(guó)外有可測(cè)到，方向性強(qiáng)。目前國(guó)外有可測(cè)到5000 的產(chǎn)品。的產(chǎn)品。4激光溫度傳感器激光溫度傳感器 適用于遠(yuǎn)程和特殊環(huán)境下的適用于遠(yuǎn)程和特殊環(huán)境下的溫度測(cè)量溫度測(cè)量。如。如NBS公司用公司用氦氖激光氦氖激光源的源的激光做光反射計(jì)可測(cè)很高的溫度，精度為激光做光反射計(jì)可測(cè)很高的溫度，精度為1。美國(guó)麻省理工學(xué)院美國(guó)麻省理工學(xué)院正在研制一種激光溫正在研制一種激光溫度

10、計(jì)，最高溫度可達(dá)度計(jì)，最高溫度可達(dá)8000，專門用于核聚變研究。瑞士，專門用于核聚變研究。瑞士Browa Borer研究中心用激光研究中心用激光溫度傳感器可測(cè)幾千開(kāi)溫度傳感器可測(cè)幾千開(kāi)(K)的高溫。的高溫。 含氧量傳感器含氧量傳感器測(cè)量范圍：測(cè)量范圍：01000ug/L；020.00mg/L（自動(dòng)切換）；（自動(dòng)切換）；060；分分 辨辨 度：度： 0.1ug/L；0.01mg/L；0.1；基本誤差：基本誤差：ug/L：1.0%FS；mg/L：0.5%FS，溫度：，溫度：0.5；重重 復(fù)復(fù) 性：性： 0.5%FS；穩(wěn)穩(wěn) 定定 性：性： 1.0%FS；溫度補(bǔ)償：溫度補(bǔ)償： 060，25為基準(zhǔn)；為基

11、準(zhǔn)；響應(yīng)時(shí)間：響應(yīng)時(shí)間：60秒（終值的秒（終值的98%，25）37：98%終值終值20秒；秒；溶解氧檢測(cè)儀溶解氧檢測(cè)儀溶解氧測(cè)定儀溶解氧測(cè)定儀-BOD測(cè)定儀測(cè)定儀Di BSB31PH傳感器傳感器ph傳感器是用來(lái)檢測(cè)被測(cè)物中氫離子濃度并轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的可用輸出傳感器是用來(lái)檢測(cè)被測(cè)物中氫離子濃度并轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的可用輸出信號(hào)的傳感器，通常由化學(xué)部分和信號(hào)傳輸部分構(gòu)成。信號(hào)的傳感器，通常由化學(xué)部分和信號(hào)傳輸部分構(gòu)成。ph傳感器常傳感器常用來(lái)進(jìn)行對(duì)溶液、水等物質(zhì)的工業(yè)測(cè)量。用來(lái)進(jìn)行對(duì)溶液、水等物質(zhì)的工業(yè)測(cè)量。單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)單片機(jī)最小系統(tǒng)晶振、復(fù)位、電源、按鍵顯示器件顯示器件7段碼段碼米字管米字管

12、字符液晶字符液晶點(diǎn)陣液晶點(diǎn)陣液晶串口通訊串口通訊128128* *6464點(diǎn)陣點(diǎn)陣 鍵盤接口電路設(shè)計(jì)鍵盤接口電路設(shè)計(jì) 鍵盤接口電路如下：鍵盤接口電路如下： 通過(guò)鍵盤接口電路可以傳輸不同開(kāi)關(guān)量，從而控制外部設(shè)備，通過(guò)鍵盤接口電路可以傳輸不同開(kāi)關(guān)量，從而控制外部設(shè)備，達(dá)到需要控制的效果達(dá)到需要控制的效果 報(bào)警器電路設(shè)計(jì)報(bào)警器電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介：簡(jiǎn)介： 1KHZ 方波從單片機(jī)輸出口輸出方波從單片機(jī)輸出口輸出0.2 秒，接著秒，接著0.2 秒從輸出秒從輸出口輸出電平信號(hào)，如此循環(huán)下去，就形成我們所需的報(bào)警聲了?？谳敵鲭娖叫盘?hào)，如此循環(huán)下去，就形成我們所需的報(bào)警聲了。1. 把把“單片機(jī)系統(tǒng)單片機(jī)系統(tǒng)”區(qū)域中的

13、輸出端口用導(dǎo)線連接到區(qū)域中的輸出端口用導(dǎo)線連接到“音音頻放大模塊頻放大模塊”區(qū)域中的區(qū)域中的SPK IN 端口上，端口上，2. 在在“音頻放大模塊音頻放大模塊”區(qū)域中的區(qū)域中的SPK OUT 端口上接上一個(gè)端口上接上一個(gè)8 歐或者是歐或者是16 歐的喇叭。歐的喇叭。控制系統(tǒng)電路圖控制系統(tǒng)電路圖控制系統(tǒng)電路簡(jiǎn)介控制系統(tǒng)電路簡(jiǎn)介簡(jiǎn)介：（1） 通過(guò)RV1及RV2兩傳感器測(cè)量含氧量與溫度信息，通過(guò)ADC0809進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換后輸入到C51進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，同設(shè)定允許值對(duì)比，并通過(guò)數(shù)碼顯示。（2） 若示值超出限定，則C51輸出信號(hào)通過(guò)P2.0控制報(bào)警器以及P2.2控制指示燈閃爍，通知管理人員處理。（3） 同

14、時(shí)通過(guò)設(shè)定程序通過(guò)P2.3控制投飼機(jī)投飼料。（4）通過(guò)以上處理即可以達(dá)到設(shè)定要求，關(guān)鍵部分在于編制匹配合適的單片機(jī)程序。這里還需要后續(xù)的技術(shù)準(zhǔn)備。通訊器件通訊器件片片 片片內(nèi)內(nèi) 外外通訊轉(zhuǎn)換芯片I2CSPIUSARTCANZigbee2G、3GMax232、Max485、Mcp2551存儲(chǔ)、編程及其它附件存儲(chǔ)、編程及其它附件使用片內(nèi)EEROM使用芯片自帶編程口上拉電阻、光耦器件、電瓶轉(zhuǎn)換器件、輸出三極管、續(xù)流二極管印制板原理圖印制板原理圖主板主板采集器采集器1采集器采集器2內(nèi)部?jī)?nèi)部開(kāi)關(guān)量輸入開(kāi)關(guān)量輸出時(shí)鐘斷電計(jì)時(shí)按鍵輸入液晶顯示通訊通訊無(wú)線CAN芯片和傳感器IIC芯片專用口編程 魚塘ph，溫度

15、采集含氧量采集含氧量采集印制板實(shí)物圖印制板實(shí)物圖液晶液晶顯示顯示按鍵按鍵輸入輸入無(wú)線無(wú)線輸入輸入2G通訊通訊手機(jī)手機(jī)卡槽卡槽USB編程編程PIC單片機(jī)單片機(jī)數(shù)字?jǐn)?shù)字輸入輸入數(shù)字?jǐn)?shù)字輸出輸出RS485通訊通訊CAN總線總線背光背光調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)CO2測(cè)試測(cè)試電源電源輸入輸入溫濕度溫濕度輸入輸入控制器箱體控制器箱體故障處理故障處理 內(nèi)部報(bào)警信號(hào)6種 水溫上限報(bào)警 水溫下限報(bào)警 ph上限報(bào)警 ph下限報(bào)警 溶氧量上限報(bào)警 溶氧量下限報(bào)警序號(hào)問(wèn)題原因及處理辦法1運(yùn)輸后電纜虛接原因：運(yùn)輸震動(dòng)導(dǎo)致松動(dòng)。處理：到貨時(shí)檢查，人工拉拽。2運(yùn)輸后手動(dòng)按鈕不動(dòng)作原因：1運(yùn)輸震動(dòng)導(dǎo)致按鈕觸電接觸不良2運(yùn)輸震動(dòng)導(dǎo)致按鈕損壞3運(yùn)輸震動(dòng)導(dǎo)致按鈕松動(dòng)處理：斷電使用萬(wàn)用表檢查按鈕觸點(diǎn)通斷原因：端子排的外部傳感器常閉觸點(diǎn)是否短接處理：連接短接線3運(yùn)輸后時(shí)間不正確原因：運(yùn)輸過(guò)程中震動(dòng)導(dǎo)致時(shí)鐘斷電處理：重新初始化，設(shè)定時(shí)間。4傳感器顯示不準(zhǔn)確原因：溫度精度范圍為0.3%到1% 溫度精度范圍為1%到3%處理：多個(gè)傳感器是