基于Arduino的鱼菜共生控制系统设计
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康 辉1 李建军1 王钏鹏
1.佳木斯大学机械工程学院;
2.佳木斯大学信息电子技术学院
康辉,(1997-)男,黑龙江大兴安岭人,本科生,现主要从事农业电气化研究
成(1976-)男,黑龙江牡丹江人,教授,研究生导师,现主要从事智能农业装备研究工作。
电阻,R是电导电极的电阻,R10
数。当电导电极插入溶液,即有与溶液电导率相关电阻值,
图2 电导率模块放大电路
图3 主程序流程图图4 控制端人机屏界面
板搭建鱼菜共生控制箱并进行远程数据响应速度试验,如图9所示,20株生菜苗坐于无土栽培架之上,栽培密度为25cm 2/株,根系深入水面2cm,下面为10L 水的养鱼空间,放入10尾5.5cm 鲫鱼苗,系统经过30天运行,记录育苗和生菜的生长情况和远程数据传输时间。
每相隔5天记录一次生菜生长变化,如图10可知,生菜长势良好,未出现烂叶、烂根等现象,在第25天时,生菜进入成熟期,对比土壤种植的生菜,二者大小、品相无较大差异。鲫鱼在生长过程良好,未出现死亡情况,通过检测水质,电导率EC 值范围为1880~1920s/m 之间,PH 值稳定在6.96~7.85,符合鱼类和蔬菜生长环境要求。系统在30天的运行过程中,对其远程数据传输速度进行测试,远程数据分为两类,设备动作开关量数据和环境参数模拟量数据;测试方法:开关量数据,远程手机端手动启停喷淋阀、通风、补光灯等设备,到设备出现响应,中间间隔时间越短表示远程设备响应速度越快;同样的,模拟量数据,现场人机触摸屏内环境参数出现变化,到远程手机端显示环境参数变化,中间时间衡量其数据传输速度。试验结果
所示,设备响应时间为0.7~1.5s,参数传输时间
1.7s,二者响应速度均能满足实际需求。设备响应曲线整体高于参数传输曲线,原因是开关量数据相比模拟量数据占用储存空间小,模拟量数据需要控制器内部计算和转换,所以二者传输速度存在差异。Arduino 搭建鱼菜共生小环境控制系统,传感器检测环境数据,Arduino 芯片作为核心控制器根据环境参数设定值按照逻辑程序进行调温、调湿、补光等行为;利Analog EC Meter 和Analog PH Meter 传感营养液浓度和PH 值;由循环水泵对养鱼用水和蔬菜用水
进行循环使其养分达到平衡状态;本地触摸屏人机交互;ESP8266无线网络模块实现物联网信息共享,基于易安卓图11 数据传输测试结果
图10 生菜生长情况
图9 鱼菜共生控制箱
图8 光照度曲线图5 自动模式图6 任务状态
图7 温湿度曲线