鱼塘溶氧度自适应控制系统设计

第39卷第9期湖南农机HUNANAGRICULTURALMACHINERY第39卷第9期·学术Vol.39Sep.92012年9月Sep.2012氧气是生物赖以生存的根本，水产养殖更是对水的含氧量有苛刻的要求，因此控制水体的溶氧度是渔类养殖生产成功的必备条件。目前大部分养殖者对水体溶氧度的判断主要是依靠经验，即通过阳光、气温、气压，以及鱼有无浮头等现象，判定水体溶氧度的高低，是否开启、停止增氧机。这些方法比较原始，甚至造成资源浪费，而且不能保证鱼类产品的产量和质量。基于这种现状的分析和研究，设计了一种基于AVR单片机的鱼塘溶氧度检测及控制系统。1系统构成系统由ATMEGA16单片机、信号采集电路、驱动电路、键盘输入及显示电路、声光报警电路和GSM模块等部分组成。系统框图如图1所示。溶氧度检测模块温度检测模块主电源检测模块设定模块控制系统ATMEGA16GSM短信模块声光报警模块增氧机控制部分发电机控制部分1602显示模块图1控制系统结构框图通过主控芯片ATMEGA16实时获取溶氧度传感器和温度传感器的检测值以及警戒值和增氧机主电源供电情况，并由1602显示模块显示。当溶氧度检测值小于警戒值时，通过继电器自动启动增氧机；当增氧机主电源断电时，启动发电机供电，并由GSM发送短信息报警；当温度检测值大于设置的最大警戒值或者小于最小警戒值时，声光报警器报警，GSM发送短信息报警。2硬件电路设计（1）信号采集电路。ATMEGA16具有8路10位ADC，32路I/O端口，由于其自身已经集成8路A/D转换通道，可实现水中含氧量和温度等多个参数的多路数据采集和转换。为防止输出电压过大损坏A/D通道，进行A/D转换前应加限幅保护电路，使其输出电压在0～5V。信号采集电路由含氧量传感器、温度传感器、仪器放大器和限幅电路组成。电路如图2所示。传感器仪器放大器D1D2RC5VATMEGA16图2信号采集电路（2）溶氧度检测。系统采用电流测定法测量溶氧度，它是鱼塘溶氧度自适应控制系统设计杨海军(洛阳理工学院,河南洛阳471023)摘要：文章提出了基于AVR单片机的鱼塘溶氧度检测及自动调节系统。系统主要由ATMEGA16MCU，GSM模块，溶氧传感器，温度传感器，自动报警等模块组成，可以实时检测水体的溶氧度和温度，根据设定的警戒温度和警戒溶氧度，实现自动报警、自动增氧等功能。关键词：溶氧度；增氧机；ATMEGA16；GSM；1602中图分类号：TP242.3文献标识码：A文章编号：1007-8320（2012）09-0037-02TheDesignofadaptivecontrolsystemofdissolvedoxygenContentinfishpondsYANGHai-jun(LuoyangInstituteofScienceandTechnology,Luoyang,Henan471023,China)Abstract:ThepaperpresentsafishponddissolvedoxygendetectionandautomaticregulationsystembasedontheAVRMCU.ThesystemismainlycomposedofATMEGA16MCU,GSMmodule,dissolvedoxygensensor,temperaturesensor,automaticalarmmodule.etc,canbedetectedinrealtimebytheoxygendissolvingrateandtemperature,andaccordingtothesetwarningtemperatureanddissolvedoxygenofalert,automaticalarm,automaticoxygenationfunction.Keywords:oxygencontent；oxygenmachine；ATMEGA16；GSM；1602收稿日期：2012-07-21作者简介：杨海军（1976-），男，硕士研究生，讲师，主要研究方向：机械电子工程。湖南农机2012年9月根据分子氧透过薄膜的扩散速率来测定水中溶解氧（DO）的含量。溶氧电极的薄膜只能透过气体，透过气体中的氧气扩散到电解液中，立即在阴极（正极）上发生还原反应：O2+2H2O+4e→4OH-（1）在阳极（负极），如银-氯化银电极上发生氧化反应：4Ag+4Cl-→4AgCl+4e（2）（1）式和（2）式产生的电流与氧气的浓度成正比，通过测定此电流就可以得到溶解氧（DO）的浓度。溶氧度检测电极引线长2m，可以将电极放在合适位置，避免了单一位置的偶然因素影响系统的准确性。（3）温度检测。温度检测使用DS18B20。DS18B20在与ATMEGA16连接时仅需要