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