试析水产养殖环境参数自动监控系统的研究

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1、华中农业大学硕士学位论文水产养殖环境参数自动监控系统的研究姓名：周德强申请学位级别：硕士专业：农业机械化工程指导教师：张继元20050501摘要随着工厂化水产养殖在国内的不断发展，水产养殖环境因子的监控作为现代化水产养殖的重要特征正受到越来越多的关注。本文针对我国水产养殖急需应用自动化技术的现状，研制了一套适合我国国情的水产养殖环境因子监控系统，它能在线检测温度、溶解氧浓度、酸碱度三个主要环境参数，并能实现对水温的控制。本文首先通过对国内外水产养殖环境监控研究现状的分析，提出了本课题的整体殴计方案，确立了以溶解氧

2、、pH值、温度为监控系统的丰要监控对象。在控制算法的选择r．由于被控对象具有太滞后、非线性的特点，无法建立精确的数学模型，利用常规控制方法难以达到满意的控制效果。模糊控制作为智能控制领域的重要分支．特别适合处理模型不确定的系统，且具有设计简单、鲁棒性强的优点。因此本课题选用模糊控制算法对系统的环境因子进行控制，并利用MATLAB软件工具对模糊控制系统进行了辅助设计。系统是以汇编为主要开发[具，另外还用到了VisualBasic、电子设汁自动化等技术共同开发完成的，保证了系统的科学性、可靠性。整个系统采取了上下位机

3、的结构。本系统下位机的设计主要分为硬件和软件两部分。硬件部分，以AT89C51微控制器为核心，进行了A／D转换模块、存储器模块、键盘模块、LED显示模块及输出控制模块的设计；软件部分，进行了数据采集、数据处理、实时控制、显示、串r]通讯等模块的设计。上位机软件采用VisualBasic编程，软件界面友好，易操作，功能齐全。本系统中，下位机系统既可以单独作为监控仪使用。满足小型水产养殖生产的要求，也可以作为智能控制系统的一部分。另外，本文对系统的抗干扰措施也从硬件和软件两个方面进行了较为详细的论述，并在试验中达到一

4、定的抗干扰效果。本系统实现了水产养殖环境参数的自动采集和数据的实时传输及处理，它实时性好、自动化程度高、电路简单、成本低，在工厂化水产养殖应用中具有一定的实际意义。关键词：单片机；A／D转换；模糊控制；抗干扰；水产养殖ABSTRACTWilhthedevelopmentoffactoryaquacultureinChina，asanimp㈣antcharacterofmodemaquiculture，themonitoringofenvironmantalfactorshasgainedmoreandmoreat

5、tentions．Aimingattheactualitythatautomationtechnologyisexa叫Yneedinaquaculturefactoryofourcountry,akindofenvironmentalfactupsmonitoringsystemisdesignedinthisdissertationtofittheneedsofourcountry’saquaculturefactory，whichcanonlinemeasurethreemainenvironmentalfa

6、ctors，andcarlrealizethecontrolontemperature．Fjrstofa11．thispaperputfuiAvardtllewholedeviseprojectaftertheanalyzeoflatestresearchallovertheworldandthestructareiutroductionoftheenvironmentinaquaculture．Inthesystem，themainmonitoringobjectsaredissolvedoxygen，pHan

7、dtemperature．Thesystemisanonlinear,largelag．ItishardtofindtheprecisemathematicalmoduleanddifficulttogetasatisfactoryeffectinconveutionalcentreImethods．ThefuzzycentrelasabranchofintelligencecontrolfieldespeciallysuiteshandingthesystemoftheindeterminationmodelI

8、tdoesn’tneedmathematicalmodelandhasgoodanti-jammingcapability．Inthepaper,thefuzzycontrolisusedtocontroltheenvironmentalparameters，andutilizeMATLABsoftwaretooltoassistdesigningtothefuzzyco