基于“互聯網+”的水產養殖增氧控制系統

張淼淼 楊洪濤

摘要：基于“互聯網+”的水產養殖增氧控制系統主要由增氧機，互聯網無線信號接收裝置和單片機控制模塊三部分組成，利用溶解氧傳感器對魚中溶解氧濃度進行實時監測，由單片機控制系統控制增氧機實現對缺氧水域自動增氧，同時互聯網用戶通過無線信號可接收相應的信息。本系統基于“互聯網+”理念實現了信息化控制增氧機適時自動增氧，不僅節省了電量，而且實現了自動控制，節省了人力，具有較大的應用前景。

關鍵詞：增氧;控制系統;自動控制;“互聯網+”

1 背景介紹

隨著人類生活水平的提高，當今社會對水產養殖業的需求也日益增大。水產養殖的核心在于水質條件的好壞，其中水中溶解氧是魚蝦等水產品賴以生存的條件，也是限制漁類產量的主要因素。目前水產養殖主要存在兩種問題，一是水中的氧濃度主要是靠養殖戶的經驗判斷。增氧時間過長，過度增氧浪費電能，不能及時增氧或增氧不足，導致魚類死亡，造成經濟損失。二是缺氧往往是在夜間，特別是在拂曉氣壓較低時溶解氧濃度下降到最低，養殖戶為觀察漁情夜間勞作，給其生活帶來極大不便。為彌補上述不足，本設計提供了一種基于“互聯網+”的水產養殖增氧控制系統，創造性地解決了以上問題，實現了節能、自動化以及遠程操控。

2 方案介紹

本設計系統主要由增氧機主體模塊，互聯網無線信號接收模塊和單片機控模塊三部分組成。采用溶解氧傳感器實時監測水中溶解氧的含量，單片機系統通過無線電技術把信號傳輸到上位計算機，若發現溶解氧低于當前情況所需最低值時，單片機開啟步進電機，帶動增氧機向缺氧水域增氧。當傳感器檢測到水中的溶解氧含量達標時，單片機發出停止增氧機工作的指令，增氧機斷電，停止工作。同時，利用無線電臺使單片機系統和計算機遠程連接，用戶可以通過遠程計算機界面實時了解水產養殖情況。另一方面，計算機通過與互聯網連接可接收氣象部門的天氣預報信息和漁業部門的相關信息，形成控制指令，通過無線電臺傳輸給單片機系統，必要時系統會發出報警短信息到養殖戶的手機。單片機系統對上位機指令做出響應，從而預防氣象以及天氣變化對水產養殖造成的損失。通過藍牙或者無線網實現養殖戶通過手機對系統參數的更改，達到了遠程監控的功能。

節能增氧系統布局圖如圖1所示。

3 硬件介紹

基于“互聯網+”的自動增氧控制系統包括：計算機及無線收發裝置、增氧機、單片機控制器、步進電機等。單片機控制器連接有多分布溶氧量傳感器，觸摸屏顯示器。該自動供氧系統和業主之間采用無線電進行通信，業主可及時了解水中的動態信息。

通過觸摸屏可以進行參數設置、啟動、停止等操作，查看實時溶氧量情況。無線數據發送和接受裝置用來與單片機控制系統和用戶PC界面的信息傳遞。單片機系統采集多分布的溶氧量傳感器實時檢測溶氧量數據，控制步進電機帶動增氧機優先朝著溶氧量低的水域增氧，在達到目標溶氧量時自動停止增氧。

4 軟件介紹

單片機系統控制程序流程圖如圖2所示。

為了修改單片機內各控制參數，讓操作者了解該系統的工作進程，用組態王軟件開發了上位機控制程序。遠程操作界面以網頁形式顯示，能在線顯示并修改單片機內各參數，實現了互聯網遠程控制功能（需用戶名密碼訪問），通過授權，能實現在遠程界面對基于“互聯網+”的水產養殖自動增氧系統的各種操作，隨時隨地掌握該系統的工作情況。

5 結語

未來是“互聯網+”的時代，該基于“互聯網+”的水產養殖增氧控制系統充分利用了互聯網的智能控制優點，實現了養殖戶對水中氧含量信息的及時把握，更好的實現科學綠色養殖，滿足了水產養殖戶的需求。采用單片機控制的監測系統，合理控制增氧泵運行時間和增氧方向，避免了盲目不間斷增氧而造成的能源浪費，對當今資源匱乏的社會來說，具有重大改革意義，符合未來節能環保道路的發展。

參考文獻

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