基于PH值、温度以及电导率传感器的单片机海水养殖监测系统设计8200字论文.docx

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1绪论

1.1研究背景及意义

近年来，我国水产养殖业发展迅速，占世界水产养殖产量的70%以上。农场水质对水生动物的生存至关重要。水温、pH值和溶解氧是影响水产养殖的重要因素。因此，实时监测水质对提高生产力、生产力、健康和安全具有重要意义。[1]。

然而鱼藻类动物的生活特性使得整个的养殖过程变得复杂。只有对海水养殖场地进行环境模拟控制才能让鱼藻们健康的成长。如何对海水养殖场地进行控制则是重中之重，市面上针水质控制和监测产品多种多样。大多数人控制着一个项目。例如：单独对温度控制、单独对盐碱度控制等等。也是以非智能设备为主，各个设备相互独立，无法相联系，一旦其中一个设备出故障，则会造成海水养殖场地中的动植物死亡。再加上由于各自独立所以无法进行统一的监控，极易造成设备功能重叠，浪费资源还会影响美观。

另外，基于互联网的海水养殖企业检查设备的概念和相关应用相对落后，独立的研究能力不足，可行性仅在表面，实际使用效果与海水养殖行业无关。产品质量远远落后于美国、挪威等国。第二，硬件设施不足，水产养殖专家应用高科技技术的能力有限，很难导入水产养殖系统。浙江省大部分池塘分散，部分地区网络通信和电力供应相对薄弱。许多应用，例如水质传感器，系统稳定性高，价格高，产品可靠性差，不能满足目前水产养殖的需要。因此我们将开发一个基于单片机的海水养殖监测系统以实现养殖户希望以高性价比对养殖场的环境进行远程实时监测的需求：我们布控传感器使其采集养殖场内的温度和盐度等并预先设定温度和盐度等这些参数的阈值，如果温度和盐度浓度超出阈值，进行调节。

本文主要是通过PH值、温度以及电导率传感器检测技术为理论基础，结合单片机技术进行实践，设计完成一款能够实时检测海水环境的系统，此系统的使用可以有效的促进水产养殖的发展，具有很好的实践意义2]。

1.2国内外研究现状

1959年，美国开始自动监测俄亥俄河的水质。20世纪60年代，纽约州环境保护局开始建立一个自动系统来监控该州的供水系统。最初用于水质监测的自动电化学监测仪于1966年建立，1975年建立了13000个水质自动监测站。在这些流域和联邦州(区)的监测网络中，150个监测站构成了联邦水质办公室的网络。

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尽管便携式水质检测仪在20世纪70年代在欧洲、美国、日本和其他地方销售，但它是即时的。目前，日本研究院和国际夏季制造技术公司开发的水质在线自动监测系统大多是水温、浊度、pH值和电导率的综合指标。水、化学品、化学需氧量产生的溶解氧和其他污染物产生的总氧和总有机碳消耗量[4]。

在国家层面，中国正在建立水质自动监测和快速分析等预警和预测系统。作为天津市的一个试点项目，第一个连续自动水质监测系统于1988年建立。该系统由一个中心站和四个变电站组成。自1995年以来，上海和北京都建立了水质自动监测站。自1998年以来，水质自动监测站的建设取得了很大进展。黑龙江、广东、江苏和山东的7个大型水系和10个大流域建立了地表水水质自动监测系统。大多数自动监护仪都是进口产品，价格高，运行成本高[5]。

1.3本文研究内容及结构安排

本文是基于综合海洋水产养殖系统开发的。系统包括检测模块、接收模块、ph检测电路、温度控制电路、tds检测电路和显示模块。以STC8G1K08为中心，实现检测端配有OLED显示以及蓝牙传输，能够智能模拟实现海水养殖场的水质温度、PH值、电导率的检测等功能[6]。主要工作如下；

第1章：绪论。主要介绍课题基于单片机的海水养殖系统设计的课题研究的背景和意义以及国内外研究的现状，再者介绍本次论文最主要的内容和章节的安排工作。

第2章：给出海水养殖系统的设计原理。

第3章：详细介绍了基本电路、检测模块、数据采集电路、显示电路、系统控制电路和单片机系统模块设计电路。

第4章：计算机系统的开发与选择。

第5章：分析海水养殖系统的结果分析。第6章：对本文工作进行总结。

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2总体设计方案

本文系统设计了一款基于单片机的海水养殖系统，该电路基于现有的环境监测系统增加了ph,温度，导电率控制模块。用户可以手动设置显示接口，根据检测水质的温度、PH值以及电导率，完成一个实时的海水养殖场地水质环境检测功能。主要配合51单片机，以温度传感器、PH值传感器和电导率传感器作为本次系统的测量模块以及蓝牙模块进行数据传输PC端。该海水养殖系统设计大体可以去分为采集、处理、传输等三个部分，对应的器件模块分别是STC8G1K08单片机、DS18B20传感器、PH值传感器、电导率、PC端等，另外，以STC8G1K08单片机为主控制单元，数据的采集是通过温度传感器进行采集水中的温度数据和pH模块记录水的