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1、 桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第51页 共47页摘 要随着水产技术的不断深入以及环境保护意识的不断提高，人们对水质参数的连续实时监测提出了更高要求。溶解氧指的是溶解于水或液体中的分子态氧，用D0表示。水中缺氧直接影响养殖对象的生长繁殖，所以在水产养殖中必须经常地，连续地监测养殖水体中的溶解氧量。针对鱼塘传统的观测手段耗时费力、步骤复杂、成本高等缺点,设计了基于51单片机的鱼塘溶解氧实时在线监测装置。在鱼塘的监测区域中，该装置利用溶解氧传感器测得监测区域中的溶氧量，当鱼塘水中溶解氧指标低于某个参数时，能及时通过LED灯和蜂鸣器发出报警声并通过GSM通讯技术用短信方式发报警信息到户主
2、手机上，让户主及时作出处理措施。利用GSM短消息能够实现数据的远程通信，这一技术适用于野外环境测量，在工业监测领域中有广泛的应用前景。为了提高该装置的实用性和续航能力，该装置利用太阳能和蓄电池混合供电。太阳能电是发展最为迅速的一种绿色能源，太阳能作为清洁的可再生能源，越来越受到人们的重视。利用太阳能对这些监测装置进行供电，安装维护简单，使用寿命长，可以实现无人值守。关键字：51单片机； 溶解氧传感器； GSM； 太阳能和蓄电池混合供电AbstractWith the deepening of aquaculture technology and increasing awareness of
3、environmen- tal protection, people put forward higher request to continuous real-time monitoring of water quality parameters. DO is the abbreviation of Dissolved Oxygen which refers to oxygen molecules dissolved in water or liquid. For hypoxic water directly affects the growth of breeding objects, i
4、t must regularly and continuously monitor the amount of dissolved oxygen in water.In order to overcome the shortcomings of traditional observation approaches in Fishponds that is demanding, complex and cost high, a real-time online monitoring device with 51 SCMSCM was designed based on dissolved oxy
5、gen in fishponds. The device has the dissolved oxygen sensors to monitor the oxygen in the monitoring area. When the index below a certain parameters, it can promptly send alarm information to the householder phone through the GSM communication technology and also start the LED lights and alarm soun
6、ders. It makes the remote communication in aquaculture come true, and householders can timely take measures to solve such matters. This technique is suitable for wild environment measurement, also can be used in industrial monitoring field.In order to improve the usefulness and life of the device ca
7、pabilities, the device using solar energy and battery hybrid supply power. Solar electricity is the most rapidly developing green energy. As is clean and renewable, people put more and more attention on it. Using solar energy for power supply of monitoring devices, its more simply to install and mai
8、ntain, can realize the longer-life and unattended. 字典字典朗读显示对应的拉丁字符的拼音字典 - 查看字典详细内容Keywords: 51 SCM；DO Sensors； GSM；Solar and battery powered目 录引言11 概述31.1 溶解氧31.1.1传统鱼塘养殖溶解氧监测方式31.1.2国内外在水体溶解氧检测存在现状31.2 溶解氧监控的必要性41.3 水溶氧度测量报警电路的可行性41.3.1通讯的可行性41.3.2设备的可行性51.4 水溶氧度测量报警电路系统组成及功能51.4.1水溶氧度测量报警系统的组成51.4
9、.2水溶氧度测量报警电路系统的功能62 通讯72.1 通讯方式72.1.1通讯方式72.1.2方案选择82.2 短消息业务92.2.1短消息业务分类92.2.2短消息业务的优点及应用93 水溶氧度测量报警电路系统硬件设计113.1 GSM模块TC35i133.2 数据采集153.2.1AT89S51单片机最小系统183.2.2太阳能供电213.2.3复位电路233.2.4数码管显示243.2.5RS-232串口通信243.2.6TTL的接法254 水溶氧度测量报警电路系统软件设计264.1 AT指令264.2 单片机与TC35的通信294.3 GSM模块初始化304.4 在protues中的仿
10、真325 系统调试335.1 硬件调试335.2 软件调试336 结论35谢 辞36参考文献37附 录38附录A:收发短信及相关操作AT 命令38附录B:作品实物39附录C:系统设计原理图40附录D:PCB图41附录E:程序清单4251引言氧气是鱼类赖以生存和生长发育必备条件之一。水中溶解氧量主要与温度、湿度和鱼的密度等因素密切相关。鱼类只有在水中溶解氧量达到一定数量后，才能维持其生命活动，而且在一定的范围内，其生长速度及对饲料的利用率都将随着水中溶氧量的升高而增加，低含氧量对鱼类的生活及生长是非常不利的。所以水体溶解氧含量的测量,对于水产养殖业的发展都具有重要意义。集约化高密度养殖产业代表着
11、水产养殖业的最高水平，也是渔业现代化的必然产物。随着水产科研技术的不断深入以及环境保护意识的不断提高，人们对水质各参数的连续实时监测提出了更高的要求。国外集约化高密度养殖产业始于20 世纪50 年代，90年代以后大力开发了工厂化养鱼技术和水质的自动监测网络系统。我国工业化养鱼起步较晚，目前我国农业生产仍大都停留在传统的依靠人工经验判断的水平上，无法实现自动化控制，科研滞后于生产，水产养殖技术还比较落后，而从国外直接引进现代化的养殖设备和控制系统价格高，运行成本高，在国内无法推广普及。现在，一般都是采用工业控制计算机为上位监控机，以多个PLC 可编程控制器和多个单片机系统为下位机，通过RS-48
12、5 协议进行通讯，构成计算机集散监控系统。由于监控中心和各个养殖鱼场的分散性，地理和环境的不同，用有线方式构成计算机网络监控系统，会有距离远，成本高，架线和维护困难等问题，因此将无线通讯计算机技术应用于水产养殖的远程监控中，已成为水质自动监控系统的发展趋势。为了实现远程监控，从机与监控中心之间的通信联系是必不可少的。但由于远程监控系统的特殊性，无线通信是最佳的通信方式。从系统对频率资源的利用及系统组网方式的角度来讲，监控系统所用的通信方式有以下几种：固定频率通信方式、集群移动通信方式和蜂窝移动通信方式。其中前两种分别采用单一频率和共用频率进行通信，实践证明，均有一定的缺陷，而蜂窝移动通信方式的
13、核心概念就是频率复用，即多个用户共用一组频率，同时，多组用户在不同的地方仍可以使用该组频率进行通信，从而大大提高了频率的利用率。目前蜂窝移动通信己经从第一代FDMA方式的模拟体制经过第二代TDMA方式发展到第三代CDMA方式的数字体制。目前DCMA通信网还处在发展阶段，用户也非常有限，因此，组建远程监控系统使用最广泛的是以TDMA方式为核心的GMS蜂窝网。本文提出了一种以低成本方式实现了现场的无线数据传输。此通信网络由溶解氧测量装置和户主手机组成，从装置和业主的手机的通讯采用GSM 技术。GSM系统提供多种电信服务，包括声音、电文、图像、传真、短消息、计算机文件等，它具有高频谱效率、稳定性和安
14、全性好，以及集成度高，容量大(GSM用户量比模拟蜂窝系统用户量多10倍以上)，开放性的接口，抗噪声性能强，覆盖范围广等特点。鉴于GSM网的上述优点，以及短信息服务的实惠经济，故非常适于远程监控系统的数据传输。为了提高该装置的实用性和续航能力，该装置利用太阳能和蓄电池混合供电。太阳能电是发展最为迅速的一种绿色能源，太阳能作为清洁的可再生能源，越来越受到人们的重视，利用太阳能对这些监测装置进行供电，安装维护简单，使用寿命长，可以实现无人值守。1 概述1.1 溶解氧溶解氧（Dissolved Oxygen）是指溶解于水中分子状态的氧，即水中的O2，用DO表示。溶解氧是水生生物生存不可缺少的条件。溶解
15、氧的一个来源是水中溶解氧未饱和时，大气中的氧气向水体渗入；另一个来源是水中植物通过光合作用释放出的氧。溶解氧随着温度、气压、盐分的变化而变化，一般说来，温度越高，溶解的盐分越大，水中的溶解氧越低；气压越高，水中的溶解氧越高。溶解氧除了被通常水中硫化物、亚硝酸根、亚铁离子等还原性物质所消耗外，也被水中微生物的呼吸作用以及水中有机物质被好氧微生物的氧化分解所消耗。所以说溶解氧是水体的资本，是水体自净能力的表示。天然水中溶解氧近于饱和值（9ppm），藻类繁殖旺盛时，溶解氧含量下降。水体受有机物及还原性物质污染可使溶解氧降低，对于水产养殖业来说，水体溶解氧对水中生物如鱼类的生存有着至关重要的影响，当溶解氧低于4mg/L时，就会引起鱼类窒息死亡，对于人类来说，健康的饮用水中溶解氧含量不得小于6mg/L。当溶解氧（DO）消耗速率大于氧气向水体中溶入的速率时，溶解氧的含
