【摘要】：在我國,大多數(shù)的水產(chǎn)養(yǎng)殖戶都采用經(jīng)驗法進(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,水產(chǎn)品經(jīng)濟價值以及養(yǎng)殖戶收益較低。同時國內(nèi)的水質(zhì)監(jiān)測系統(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(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)介紹了國內(nèi)外水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀,以及國內(nèi)外水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)的工作原理和技術(shù)特點。 (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,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、從站控制系統(tǒng)設(shè)計、上位機控制中心設(shè)計。 (3)設(shè)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(fù)責(zé)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(shè)計一套上下位機通信協(xié)議,用以實現(xiàn)數(shù)據(jù)精準(zhǔn)傳輸,有效防止數(shù)據(jù)紊亂。 (5)下位機軟件設(shè)計,主要包括主函數(shù)設(shè)計、傳感器數(shù)據(jù)采集程序設(shè)計、串口通信設(shè)計、通信求和校驗設(shè)計、通信封裝設(shè)計、積分分離式PID控制程序設(shè)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(shè)計,主要包括主函數(shù)設(shè)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(shè)計、數(shù)據(jù)儲存程序設(shè)計、實時數(shù)據(jù)顯示設(shè)計、歷史數(shù)據(jù)查詢設(shè)計超限預(yù)警設(shè)計等等。 (7)現(xiàn)場系統(tǒng)調(diào)試,主要測試系統(tǒng)各個從站采集參數(shù)的準(zhǔn)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(yīng)的數(shù)據(jù)到上位機,進(jìn)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?zhǔn)確性。本研究設(shè)計的系統(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)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：S951.2;TP277

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本文編號：2744596