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1、 JIANGXI AGRICULTURAL UNIVERSITY本 科 毕 业 设 计题目： 水产养殖中的水质检测系统设计 学 院： 工 学 院 姓 名： 杨鸿年 学 号： 2011120731 专 业： 通信工程 班 级： 通信122 指导教师： 董子健 职 称：讲师 二0一三 年五月水产养殖中的水质检测系统设计摘 要 随着我国经济的快速发展，人民在水产养殖生活中对水质的要求有了很大的提高，但是我国水资源却出现了很多问题，比如水资源短缺、分布不均匀，尤其是水质越来越差。水质检测工作是水体污染防治工作和水坏境保护的重要组成部分，但是，目前在我国水质检测的实际工作中，大量采用的检测方法已经不能满
2、足要求，因此我们要大量发展和提升水质检测的技术。本系统是基于51系列单片机AT89C51，通过模数转换器ADC0804将输送来的模拟信号转换成数字信号，然后传送到单片机AT89C51，通过程序算法处理换算出本测量水质的电阻值，然后换算成电导率，通过液晶显示器1602显示出来。使用DS18B20温度采集模块，传送的信号经过51单片机的转换和处理，将温度值通过字符液晶1602显示器显示出来。本设计结构简单，使用灵活，具有很大的研究价值。关键词： AT89C51；ADC0804;DS18B20 ；1602液晶显示器；keilC51I水产养殖中的水质检测系统设计Abstract With Chinas
3、 rapid economic development, People in the aquaculture life has been greatly improved the water quality requirements , but the countrys water resources have many problems, such as shortages of available water, uneven distribution, especially water quality is getting worse. Water quality testing work
4、 is a important composition part of water pollution prevention and control work and water pollute environment protection, However, in the actual work of Chinas water quality detection, a large number of used testing method already can not meet the requirements, so we have to develop a large number o
5、f equipment and enhance water quality testing technology. This system is based on the 51 series micro-controller AT89C51. transported analog signal through the analog-to-digital converter ADC0804,the analog signal will be converted into a digital signal and then transmitted to the micro-controller A
6、T89C51. translated by water resistance value the program algorithm processing of the measuring , and then converted into electrical conductivity displayed in the liquid crystal display 1602. Use DS18B20 temperature acquisition module, transmitted signal through the 51 single-chip conversion and proc
7、essing, the temperature value display by character LCD 1602 . The design of the structure is simple, flexible, has great research value.Keywords: AT89C51;ADC0804; DS18B20; 1602 LED DISPLAY; KEILC51 II水产养殖中的水质检测系统设计目 录摘 要IAbstractII目 录III1 引言11.1 水产养殖中的水质检测简介11.2 电导率、温度对水产的影响11.3 水产养殖中水质检测的若干指标11.4 水
8、质检测的常用因素及本系统检测的因素21.5 水质与水电导率的相互关系22 系统设计42.1 系统设计要求42.2 系统设计原理42.21 pH值测量原理42.22 浊度测量原理52.23 溶解氧测量原理52.3 总体设计方案63 系统各方案设计论证与选择73.1 电阻检测模块方案论证73.2 温度传感器方案的选择84 系统硬件电路设计104.1 AT8951单片机及其他器件的功能介绍及原理104.2 DS18B20温度传感器的简介114.3 ADC0804134.4 PH检测模块154.5 浊度检测模块164.6 溶解氧检测模块174.7 液晶显示模块184.8 稳压电源设计194.9 最小系
9、统设计205 系统软件设计215.1 软件设计215.2 程序流程图225.21 温度检测程序流程图225.22 电阻检测程序流程图23参考文献24附录1 电路原理图25附录2 程序26致 谢341 引言1.1 水产养殖中的水质检测简介 在过去，水产养殖都是分散的，不成规模的，人们都是通过在不断的摸索中形成经验，不断提高养殖的技术，从而提高产量。然后毕竟经验都是有限的，而且不稳定，容易出现错误的经验，导致鱼类大批死亡。水质的优劣与鱼类健康密切相关。随着科技的进步，人们可以通过技术手段检测水的各种参数，通过对水的参数进行检测，并根据检测到的参数值进行动态调整，这样就可以大幅度提高水产的产量。1.
10、2 电导率、温度对水产的影响 通过对水的电阻的检测，测出水的电阻，电阻的倒数便是水的电导，根据水的有效长度和有效横截面积得出电极常数，由 （式中P是被测水质的电导，L是测试的导体有效长度，A是导体的有效横截面积）便得水的电导率，电导率大说明导电能力强，也就说明水质浑浊，在一定范围内适合鱼类的生长，通过DS18B20温度传感器可以检测到水的温度，不同鱼适合在不同温度下生活，通过检测到的值，可以调节水的温度以适合鱼类的最佳生长。1.3 水产养殖中水质检测的若干指标 1、色度：饮用水的色度如大于15度时多数人即可察觉，大于30度时人感到厌恶。标准中规定饮用水的色度不应超过15度。 2、浑浊度：为水样
11、光学性质的一种表达语，用以表示水的清澈和浑浊的程度，是衡量水质良好程度的最重要指标之一，也是考核水处理设备净化效率和评价水处理技术状态的重要依据。浑浊度的降低就意味着水体中的有机物、细菌、病毒等微生物含量减少，这不仅可提高消毒杀菌效果，又利于降低卤化有机物的生成量。 3、臭和味：水臭的产生主要是有机物的存在，可能是生物活性增加的表现或工业污染所致。公共供水正常臭味的改变可能是原水水质改变或水处理不充分的信号。 4、余氯：余氯是指水经加氯消毒，接触一定时间后，余留在水中的氯量。在水中具有持续的杀菌能力可防止供水管道的自身污染，保证供水水质。 5、化学需氧量：是指化学氧化剂氧化水中有机污染物时所需
12、氧量。化学耗氧量越高，表示水中有机污染物越多。水中有机污染物主要来源于生活污水或工业废水的排放、动植物腐烂分解后流入水体产生的。 6、细菌总数：水中含有的细菌，来源于空气、土壤、污水、垃圾和动植物的尸体，水中细菌的种类是多种多样的，其包括病原菌。我国规定饮用水的标准为1ml水中的细菌总数不超过100个。 7、总大肠菌群：是一个粪便污染的指标菌，从中检出的情况可以表示水中有否粪便污染及其污染程度。在水的净化过程中，通过消毒处理后，总大肠菌群指数如能达到饮用水标准的要求，说明其他病原体原菌也基本被杀灭。标准是在检测中不超过3个原菌。 8、耐热大肠菌群：它比大肠菌群更贴切地反应食品受人和动物粪便污染
13、的程度，也是水体粪便污染的指示菌。 9、大肠埃希氏菌：大肠细菌为埃希氏菌属代表菌。一般多不致病，为人和动物肠道中的常居菌，在一定条件下可引起肠道外感染。某些血清型菌株的致病性强，引起腹泻，统称病致病大肠杆菌。肠道杆菌是一群生物学性状相似的G-杆菌，多寄居于人和动物的肠道中。埃希菌属（Escherichia）是其中一类， 包括多种细菌，临床上以大肠埃希菌最为常见。大肠埃希菌（E.coli）通称大肠杆菌，是所有哺乳动物大肠中的正常寄生菌，一方面能合成维生素B及K供机体吸收利用。另一方面能抑制腐败菌及病原菌和真菌的过度增殖。但当它们离开肠道的寄生部位，进入到机体其他部位时，能引起感染发病。有些菌型有
14、致病性，引起肠道或尿路感染性疾患。简而言之，大肠埃希菌=大肠杆菌。1.4 水质检测的常用因素及本系统检测的因素 水质检测一般是利用各种传感器对水中的各类参数进行检测。经常检测的因素有温度、PH值、电导率、溶解氧、浑浊度。本系统检测的因素是水的电导率和温度。1.5 水质与水电导率的相互关系 纯水本身可微弱地介离，使水具有微弱的导电能力。水中含有各种溶解盐类，并以离子的形态存在，使水溶液具有更强的导电性。当水中插入一对电极时，通电之后，在电场的作用下，带电的离子就产生一定方向的移动，水中阴离子移向阳极，阳离子移向阴极，使水溶液起导电作用，水的导电能力的强弱程度，就成为电导。电导度反映了水中含盐量的多少，是水的纯净度的一个重要指标。水质越纯，温度越低，电离度越低。因此水的导电率越低。超纯水几乎不能导电。 溶液导电能力以电阻值来表示，导电能力强电阻值小。纯水导电性微弱。电阻率P的物理意义是长度1cm，截面为1cm2均匀导电体的电阻值（即1cm水或水溶液的电阻值），并称之为水的“电阻率”。电阻率的单位为欧姆厘米(cm）。电阻率(P)的倒数称为电导率(x)(单位为记作欧姆-1厘米-1）。
