基于51单片机的鱼塘水质监测系统

２
＝ 上位机
图 １ 系统 框 架 图
系统 以 ＡＴ８ Ｃ ２作 为主 控单 片机 ， 收 和处 理 温度 传感 器 、 Ｈ 传 感 器 、 ９５ 接 ｐ 溶解 氧 传感 器 采集 的信 号 ， 控
制 液 晶实 时显 示鱼 塘水 的温 度 、 Ｈ 以 及氧 的质 量浓 度 ， 通 过 串 Ｅ通 讯 将数 据 送 至 上位 机 ， 位 机 接 收并 ｐ 并 ｌ 上 保 存 数据 ．
Baidu Nhomakorabea
２１ ０ １年 ｌ 月 ２
Ｄｅ ． ２Ｏｌ ｃ １
基于 ５ 片 机 的鱼 塘 水 质 监 测 系统 １单
任子晖 ， 林柱 ， 谷 王 凯 ， 米 兰
（ 国矿 业 大 学 信 息 与 电 气 工 程 学 院 ， 苏 徐 州 ２ １０ ） 中 江 ２ ０ ８
摘 要 ： 中给 出 了一种 鱼塘 水质监 测 系统． 文 系统 利用 ＡＴ ９ ２单 片机对 温度 、 Ｈ、 ８ Ｃ５ ｐ 溶解 氧传感 器 信 号进 行控 制处 理． 可对 温度 参数设 定 参考值 范 围， 当采集 的数 据超过 参考 值 范 围时发 出报警 信 号． 采用 Ｄ １ ０ Ｓ ３ ２时钟芯 片提供 时间参 数 ， １８ ４液 晶 显示 各参 数 ， 用 ２６ 并用 串 口将 数据 传 送 上 位 机 进行 显 示储存 ． 关键词： ＡＴ８ Ｃ ２单 片机 ； ９５ 溶解 氧 ； 温度 中图 分类 号 ： ２ ７ 文献标 志 码 ： ＴＰ ７ Ａ 文 章编 号 ：６ ４３ ８ ２ １ ） ４０ １－ ５ ｌ ７ —５ Ｘ（ ０ １ ０ —０ ７０
０ １ 响应 时 间快 ， 干扰 能力 强 ， 出信 号强 ， 需加 放大 器． ．， 抗 输 无
２ １ ２ 溶解 氧质 量浓 度 的测 量 ．． 水 的溶 解氧 （ ０） 量浓 度是 水质 状况 的一 项重 要 指 标 ， 接 影 响鱼 类 的 生 长生 存 ， Ｄ 质 ］直 因此 溶解 氧 质 量
２ １ １ ｐ 测 量 ． ． Ｈ
考 虑成 本和 精度 问题 ， 计 中选 用 的是 型号 为 Ｙ 设 Ｃ一０ ７型 的 ｐ 传感 器 来 测 量水 的 ｐ 它 的适 用 范 Ｈ ＨＥ 引，
围广 泛 ， 温度 范 围为 Ｏ １ ０℃ ， 全 能 满足 鱼 类生 长 所 需环 境 温度 ， ～ １ 完 可测 ｐ 范 围 为 ０ ４ 测 量精 度 可 达 Ｈ ～１ ，
２ 卷 第 ４期 ６
Ｖｏ ． ６ Ｎｏ ４ １２ ．
徐 州 工 程 学 院 学 报 （自 然 科 学 版 ）
Ｊ ｕｎ Ｉ ｆ ｏ ｒ ａ ｏ Ｘｕ ｈ ｕ ｎ ｔｔ ｔ ｏ Ｔｅ ｈ ｏ ｏ ｙ （ ｔ ｒ ｌ ｃｅ ｃ ｓ ｄ ｔ ｎ ｚ ｏ Ｉ ｓ ｉｕ ｅ ｆ ｃ ｎ ｌｇ Ｎａ ｕ ａ Ｓ ｉｎ ｅ Ｅ ｉ ｏ ） ｉ
当传感 器所 测 信号 超 出警戒 范 围时 ， 发 出报警 信号 ． 们 可 以根 据报 警 指示 采 取相 应 措 施 ， 便 人 比如给 鱼 池加 温、 温、 降 增氧 等 ， 到合 理 优化养 殖 条件 、 高养殖 产量 的 目的． 达 提
１ 系统 整 体 设 计 方 案
系统 由单 片 机 、 据 采 集 电 路 、 晶显 示 电路 、 口通 信 电路 、 钟 控 制 电路 等 组 成 ， 统 框 图如 图 １ 数 液 串 时 系
谷 林 柱 （９ ７ ， ， 徽 滁 州人 ， 士 研 究 生 ， 要 从 事 嵌 入 式 系统 开发 研 究． １ ８ 一） 男 安 硕 主
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１ ・ ７
徐 州 工 程 学 院学 报 （ 自然 科 学 版 ）
２ １ 年 第 ４期 ０１
２ 硬 件 电 路 设 计
２ １ 数 据 采 集 模 块 ．
浓度 的测 定 十 分 重要 ． 计 选 用 的是 ＹＣ一２ ０ 型 溶解 氧 传 感 器 ， 定 范 围 ０ ２ ／ 精 度 为 ± ０ ２ 设 ００Ｉ Ｈ 测 ～ ０ｍｇ Ｌ， ．
ｍｇ Ｌ， 出 电压信 号范 围 ０ ０ ／ 输 ～１ ０ｍＶ， 具有 温度 自动 补偿 功 能 ． 由于输 出信号 弱 ， 经过 放 大 后送 至 Ａ 转 要 Ｄ
所示 ．
温传器 ｌ 度感
ｐ ０ 器 ｎ 硼 酋 卜－ —— １ Ａ —
≥ Ａ
Ｔ
８
＝＝
时钟芯版
Ｄ
溶 解 Ｓ ７ —
９
Ｃ
＝＝
报 警装置
氧
传 感 器
蕊
８ — ５ ＝ １６ 晶 示 ＝ ２４ 显 ８液
２ ５
在鱼类 养 殖 中 ， 鱼塘 中水 质对 鱼类 的生 长 、 生存 至关 重要 ， 直接 影响 鱼类养 殖 的产量 ． 响水 质 的主要 影 因素有 水 的 ｐ 温度 和水 中氧 的质 量浓 度． 了提 高鱼 类 的产量 和生 长速 度 ， 以设 置 各参 数 的报 警 界 限 ， Ｈ、 为 可
式 中 ， 为 ＡＤ６ ３管 脚 １和 ８之 间的 电阻 ， 计 中采 用 滑动 变 阻 器 ， 根据 传 感 器信 号 强 弱 ， 当地 调 节 放 Ｒ ２ 设 可 适
大 倍数 ． 图中 Ｉ Ｎ２为溶解 氧 传感 器输 入信 号 ， ＵＴ Ｏ ２为 经过 放大 后 的信号 ， 传送 至 ＡＤ转换 芯 片．
收 稿 日期 ：０ １０ ２ ２ １－８１
基金项 目： 中央 高 校 基 本 科 研 业 务 费 专 项 资金 资 助
作者简介 ： 子晖（９２ ） 男， 津人 ， 任 １６一 ， 天 教授 ， 士 ， 士 生 导 师 ， 博 博 主要 从 事计 算 机 测 控 及 传 感 器技 术 研 究
换 芯片 ， 大 电路 如 图 ２所 示 ． 放
Ｇ－ ＮＩ Ｄｌ
图 ２ 信 号 放 大 电路
ＡＤ ２ ６ ３是 一个 集 成 仪 表放 大器 ， 许 使 用单 个 增 益 设 置 电阻 进 行增 益 编 程． 大放 大 增 益 可达 １０ ０ 允 最 ０
倍， 增益 计算 公式 为
Ｇ ： ＋ １ ， （） １