水产养殖智能控制技术软件设计
本研究是基于STC89C52单片机的水产养殖智能监控系统，用到的主要器件有STC89C52芯片、DS18B20温度传感器、HC-SR04超声波模块、GSM模块、SMC1602C液晶显示屏。主要实现的功能是将由DS18B20温度传感器和HC-SR04超声波模块采集到的水温和水位数据通过STC89C52单片机显示在1602液晶显示屏上；通过键盘可以设置最低和最高水位、最低与最高水温，当水位低于最低水位时水泵向模拟水塘中抽水、反之当高于最高水位时水泵将水塘中的水抽出；课题研究的的GSM主要功能是当水的温度低于设定的最低值或高于最高值时，单片机调用GSM模块向指定用户手机发送当前水温的短信，提醒用户采取相应的措施升高或降低水温，从而实现智能监控。关键词 水产养殖，智能监控，STC89C52单片机，温度传感器，超声波，液晶屏，GSM
目 录
1 引言 1
1.1 水产养殖智能控制系统的研究背景 1
1.2 水产养殖智能控制系统的意义及本研究的创新点 1
1.3 水产养殖智能控制系统的现状与前景 1
2 STC89C52单片机 1
2.1 STC89C52单片机简介 2
2.2 STC89C52单片机EEPROM使用方法 5
3 DS18B20温度传感器 6
3.1 DS18B20温度传感器简介 6
3.2 DS18B20温度传感器特点 6
3.3 DS18B20温度传感器引脚说明 7
3.4 DS18B20温度传感器编程与使用 7
4 HCSR04超声波模块 12
4.1 HCSR04简介 12
4.2 HCSR04引脚说明 12
4.3 HCSR04编程与使用 13
5 SMC1602C液晶显示模块 15
5.1 SMC1602C简介 15
5.2 SMC1602C引脚说明 15
5.3 SMC1602C编程与使用 16
6 GSM通信模块 18
6.1 GSM模块与其他无线通信模块区别 18
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6.2 GSM模块编程 20
7 实物测试 22
8 课题研究过程中遇到的问题及解决方法 23
8.1 最头疼的问题——按键失灵问题 23
8.2 困扰时间最长的问题——单片机运行一段时间后停止运行 24
8.3 最后一个问题——超声波测量失灵问题 25
8.4 其它问题 25
结 论 27
致 谢 28
参 考 文 献 29 附录A 程序流程图 30
附录B 主要程序 31
1 引言
1．1 水产养殖智能控制系统的研究背景
水产养殖行业是一个高投入、高风险的行业，想要做好水产养殖不仅需要扎实的养殖技术，更需要对水产养殖的水质环境有足够的了解，这种情况下就必须开发出一种能够实时监控水产养殖环境的智能监控系统。当前水产养殖行业存在养殖密度高、养殖风险大、水源逐年恶化、养殖技术过于依赖经验、水质检测工具不能满足述求等突出问题，塘口里的水质好坏总是让人不放心。不测又担心，测又可能测不准，这就要求现代科学技术为水产养殖行业提供一种实时、高效、精确的水产养殖智能监控系统。
1．2 水产养殖智能控制系统的意义及本研究的创新点
影响水产养殖主要环境因子有：PH值、水温、水位、溶解氧等，试想一下，如果通过可以利用一个智能化系统将水质环境的各项数据进行采集、处理，然后将测得的结果呈现在用户面前，用户就可以根据所养的水生生物的习性对水质环境进行合理的调整，从而创造出最适宜生物生存的环境。由于水生生物水质环境有较高的要求，该课题研究的目的就在于开发出一套操作简单、高效、精准的水质监测系统，从而实现对水产养殖全过程的连续或适时监测。本课题的创新点是采用了GSM通信模块，用户只需通过一张SIM卡就可以通过手机短信了解水塘动态，实现真正意义的远程监控。
1．3 水产养殖智能控制系统的现状与前景
目前国内的水产养殖业其水质监测水平不一，但基本上都处于人工取样、化学分析的人工监测阶段，这样做的弊端就是费时费力，而且精确度不高、不能对水质环境有实时的了解。智能化多参数养殖水质监测系统目前的开发处于初级阶段。在当今市场经济的前提下，谁最早获得最新科技，谁就抢占了先机，从而就可以获得高额的利润。智能化多参数养殖水质监测系统的成功研发就是一个实实在在的商机，该技术实现了养殖业与电子科技的完美融合。智能化水产养殖模式具有省水、省电、减少了传统养殖业的必要劳动力，便于监控与管理。
2 STC89C52单片机
2．1 STC89C52单片机简介
在介绍STC89C52单片机之前，先介绍一下单片机，单片机是微计算机的一个分支，单片机与微机之间在结构和原理上没有本质的区别，而且单片机继承了微机的许多技术[1]。STC89C52RC单片机属于MCS51单片机系列，它是一种带有8K字节闪存可编程可檫除只读存储器（FPEROMFlash Programable and Erasable Read Only Memory）的低电压、高性能CMOS8的微处理器[2]。该器件内部有掉电保护机制，它可以在掉电情况下依然保证数据不丢失，因为采用MCS51单片机内核，所以与标准MCS51系列单片机兼容。
2.1.1 自己对单片机的理解及STC89C52单片机功能概述
自己认为单片机是一种可以进行编程的微处理器，直白点说，单片机就是写底层驱动的机器，使用单片机是就是通过简单编程来驱动各种传感器、显示屏等外围器件。目前教学中使用最多的便是C51系列的单片机，经过一代一代的进化日前STC公司生产的STC89C52单片机在实验教学中较为常用。STC89C52是一种高效、与之前单片机相比运行速度更快的微处理器，该单片机有不同的封装，用户可以根据自己的需求选择符合自己要求的封装。根据他的名称，我们可以知道它有8K在系统可编程Flash存储器，内存计算方法是，最后一位数字乘以4，大内存可以写更多的代码，大大改善用户内存不够用问题（用户如果内存不够用的话要在单片机外另加内存）[3]。这一点我深有体会，因为本课题研究时，我选用了内存小点的单片机，结果空间不够，只好换个内存大点的（多亏了所有51系列所有单片机共用一个内核，使用的时候我直接将单片机拔出换个内存大的就行了，没有出现不兼容的现象）。
目 录
1 引言 1
1.1 水产养殖智能控制系统的研究背景 1
1.2 水产养殖智能控制系统的意义及本研究的创新点 1
1.3 水产养殖智能控制系统的现状与前景 1
2 STC89C52单片机 1
2.1 STC89C52单片机简介 2
2.2 STC89C52单片机EEPROM使用方法 5
3 DS18B20温度传感器 6
3.1 DS18B20温度传感器简介 6
3.2 DS18B20温度传感器特点 6
3.3 DS18B20温度传感器引脚说明 7
3.4 DS18B20温度传感器编程与使用 7
4 HCSR04超声波模块 12
4.1 HCSR04简介 12
4.2 HCSR04引脚说明 12
4.3 HCSR04编程与使用 13
5 SMC1602C液晶显示模块 15
5.1 SMC1602C简介 15
5.2 SMC1602C引脚说明 15
5.3 SMC1602C编程与使用 16
6 GSM通信模块 18
6.1 GSM模块与其他无线通信模块区别 18
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6.2 GSM模块编程 20
7 实物测试 22
8 课题研究过程中遇到的问题及解决方法 23
8.1 最头疼的问题——按键失灵问题 23
8.2 困扰时间最长的问题——单片机运行一段时间后停止运行 24
8.3 最后一个问题——超声波测量失灵问题 25
8.4 其它问题 25
结 论 27
致 谢 28
参 考 文 献 29 附录A 程序流程图 30
附录B 主要程序 31
1 引言
1．1 水产养殖智能控制系统的研究背景
水产养殖行业是一个高投入、高风险的行业，想要做好水产养殖不仅需要扎实的养殖技术，更需要对水产养殖的水质环境有足够的了解，这种情况下就必须开发出一种能够实时监控水产养殖环境的智能监控系统。当前水产养殖行业存在养殖密度高、养殖风险大、水源逐年恶化、养殖技术过于依赖经验、水质检测工具不能满足述求等突出问题，塘口里的水质好坏总是让人不放心。不测又担心，测又可能测不准，这就要求现代科学技术为水产养殖行业提供一种实时、高效、精确的水产养殖智能监控系统。
1．2 水产养殖智能控制系统的意义及本研究的创新点
影响水产养殖主要环境因子有：PH值、水温、水位、溶解氧等，试想一下，如果通过可以利用一个智能化系统将水质环境的各项数据进行采集、处理，然后将测得的结果呈现在用户面前，用户就可以根据所养的水生生物的习性对水质环境进行合理的调整，从而创造出最适宜生物生存的环境。由于水生生物水质环境有较高的要求，该课题研究的目的就在于开发出一套操作简单、高效、精准的水质监测系统，从而实现对水产养殖全过程的连续或适时监测。本课题的创新点是采用了GSM通信模块，用户只需通过一张SIM卡就可以通过手机短信了解水塘动态，实现真正意义的远程监控。
1．3 水产养殖智能控制系统的现状与前景
目前国内的水产养殖业其水质监测水平不一，但基本上都处于人工取样、化学分析的人工监测阶段，这样做的弊端就是费时费力，而且精确度不高、不能对水质环境有实时的了解。智能化多参数养殖水质监测系统目前的开发处于初级阶段。在当今市场经济的前提下，谁最早获得最新科技，谁就抢占了先机，从而就可以获得高额的利润。智能化多参数养殖水质监测系统的成功研发就是一个实实在在的商机，该技术实现了养殖业与电子科技的完美融合。智能化水产养殖模式具有省水、省电、减少了传统养殖业的必要劳动力，便于监控与管理。
2 STC89C52单片机
2．1 STC89C52单片机简介
在介绍STC89C52单片机之前，先介绍一下单片机，单片机是微计算机的一个分支，单片机与微机之间在结构和原理上没有本质的区别，而且单片机继承了微机的许多技术[1]。STC89C52RC单片机属于MCS51单片机系列，它是一种带有8K字节闪存可编程可檫除只读存储器（FPEROMFlash Programable and Erasable Read Only Memory）的低电压、高性能CMOS8的微处理器[2]。该器件内部有掉电保护机制，它可以在掉电情况下依然保证数据不丢失，因为采用MCS51单片机内核，所以与标准MCS51系列单片机兼容。
2.1.1 自己对单片机的理解及STC89C52单片机功能概述
自己认为单片机是一种可以进行编程的微处理器，直白点说，单片机就是写底层驱动的机器，使用单片机是就是通过简单编程来驱动各种传感器、显示屏等外围器件。目前教学中使用最多的便是C51系列的单片机，经过一代一代的进化日前STC公司生产的STC89C52单片机在实验教学中较为常用。STC89C52是一种高效、与之前单片机相比运行速度更快的微处理器，该单片机有不同的封装，用户可以根据自己的需求选择符合自己要求的封装。根据他的名称，我们可以知道它有8K在系统可编程Flash存储器，内存计算方法是，最后一位数字乘以4，大内存可以写更多的代码，大大改善用户内存不够用问题（用户如果内存不够用的话要在单片机外另加内存）[3]。这一点我深有体会，因为本课题研究时，我选用了内存小点的单片机，结果空间不够，只好换个内存大点的（多亏了所有51系列所有单片机共用一个内核，使用的时候我直接将单片机拔出换个内存大的就行了，没有出现不兼容的现象）。
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