水产养殖智能控制技术硬件设计
我国的经济水平不断上升，人民生活质量也在不断提升，食品安全问题日益突出和国民对食品安全持续关注的背景下，人们对水产品的需求也大大提高，水产养殖工业化、专业化成为满足市场需求的唯一途径。闭合循环水产养殖智能监控系统具有集约、高效、智能等优点，是基于智能传感器、无线传感网络、智能控制等物联网技术开发，集水质环境参数现场采集、远距离无线传输、智能处理、预警信息发布、决策支持、远程与自动控制等功能于一体的水产养殖物联网系统。本系统硬件设计的关键是通信接口电路、模拟信号采样电路及满足无人值守要求的控制电路。硬件设计包括下位机的硬件设计、CPU模块设计、人机界面设计、MODEM通信接口设计。养殖场环境监测包括水温监测，光照度监测。水质监测主要包括溶解氧监测、PH值监测、氨氮含量监测。我们的系统智能化控制系统主要包括水产养殖的水位控制，自动给排水控制，温度控制。画出硬件系统电原理图，电路接线图，调试检验。关键词 水产养殖，智能，传感器，单片机
目 录
1 绪论 1
1.1 研究的背景与意义 1
1.2 国内外水产养殖的研究和发展趋势 1
2 芯片介绍 3
2.1 STC89C52单片机 3
2.1.1 主要特性 4
2.2 温度传感器 7
2.2.1 温度传感器工作原理 7
2.2.2 DS18B20温度传感器技术性能描述： 7
2.2.3 需要注意的问题 8
2.3 超声波传感器 8
2.3.1 超声波测距原理 9
2.3.2 超声波传感器结构 10
2.3.3 HRSR04超声波集成模块 10
2.4 SMC1602C显示模块 11
2.4.1 1602管脚功能 12
2.5 GSM无线传输模块 13
2.5.1 GSM状态测试 13
2.6 排阻 14
2.6.1 排阻的特点与作用 15
3 硬件设计 15
3.1 功能分析 15
3.2 系统总体结构 16
3.3 电源模块 17
3.4 复位电路 19< *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
br /> 3.5 键盘模块 20
3.5.1 独立键盘工作原理 21
结 论 22
致 谢 23
参 考 文 献 24
附录：原理图 25
1 绪论
1.1 研究的背景与意义
中国的水产养殖快速发展，对农村经济繁荣，优化产业结构，提高农民生活水平的快速发展有重要意义，而且非常重要的是采取和谐的社会主义新农村建设。现代水产养殖业的建设，提高了水产养殖业的发展和农村经济的国际市场竞争力，在水行业发展的今天，已成为一个重要的问题：在中国当前和今后一个相当长的时间里，结合水产养殖特色，构建一套水产养殖水质环境信息感知无线传感网络路和可视化监控智能化终端控制和预警预报系统，实现高效、生态、安全的现代水产养殖，水产养殖业的独特的新格局建立一个新特征，它对促进社会主义新农村建设具有重要作用。
随着中国土地资源短缺，水产养殖逐渐老化，易发病，效率低下等突出问题逐渐显现，如何提高水产养殖产品的质量，直接增加农民的经济收入，实现高效，生态，安全的现代化中国水产养殖业成为必须解决的重大问题。传统的水产养殖方法，采用人工观察，依靠水产养殖方法的经验，很容易造成养殖过程中不及时，反馈缓慢，“浮头”和大面积死亡等悲剧，造成重大经济损失，上述方法一直无法满足现代水产养殖标准化和智能化发展的要求。基于上述问题，本文重点研究了水产养殖水质和环境因素的三维分布，快速检测技术，智能可视化无线传感器网络监控系统，实时发展关键因素（温度，水位），水产养殖环境管理技术和智能化管理体系，对提高水产养殖生产和智能监测的标准化具有重要意义，符合我国“生态，健康，循环，集约化”水产养殖发展的要求，推动中国渔业结构，对调整促进社会主义农村建设，提高农民生活水平具有重要意义。
1.2 国内外水产养殖的研究和发展趋势
外国水产养殖研究一直有悠久的历史，上世纪六十年代初，日本是世界上第一个用水环境因子自动监测装置进入水产养殖的国家，其次是美国，加拿大，德国也有跟进，开始着手研究，设计合适的为国内对水产养殖环境要求的自动监测设备，以备用在水产养殖自动化领域的应用。 经过半个世纪的不断投资和发展壮大，日本，美国，挪威，丹麦等国家的水产养殖自动化，机械化一直居高不下。 例如：丹麦鲑鱼养殖技术先进成熟，孵化场实现科学管理化由水温，水质，诱饵交付等控制机构组成，全面实现科学管理，并配备专业的自动化监控设备进行监控。
中国水产养殖环境因素监测研究始于上世纪七十年代初，仅比发达国家晚了十多年，但与欧美发达国家相比，比发达国家水产养殖自动化技术还存在一定差距。 现在发达国家基本实现了大规模，工业化的水产养殖模式，对各养殖业的环境参数也得到了精确的控制。虽然中国是一个大型水产国家，但大多数育种方式都在人工广泛种植池塘生产的自然条件下，对于水产品质量，农业效率和自动化水平都与发达国家存在一定差距。
20世纪70年代后期，中国的科研项目创造了水环境因素研究领域的新时代，这是中国水环境因素监测系统研究的基础。改革开放后，中国逐步引进了国外先进的水产养殖环境因子监测系统，适用于鳗鱼养殖，但其育种效果并不太理想。进入新世纪后，许多学者对水产养殖进行水质监测，温度控制和水循环进行了大量研究，并且引入了模糊控制等先进控制方法，进而降低了监测系统成本，开展了水产养殖自动监测的中国制度。不过，目前中国大规模的养殖水产养殖因资金不足，市场，技术等方面的限制还处于起步的阶段。近年来，在国家政策扶持下，经济社会的发展引导国内企业在发达国家引进先进技术和装备。这一举措在中国采用了更先进的水产养殖生产设备，而再生水产养殖和水产养殖收入同时也得到了很大的改善。
从以上内容可以看出，虽然中国近年来不断增加水产养殖研究，并开发和投资新的领域，但中国水产养殖自动化规模大，工业化程度依然较低。 先进的大型养殖用计算机与相应的传感器进行监测，收集，分析和控制水产养殖水环境数据，如：氧气值，PH值，水温等，并配有报警，急救系统。 高级水产养殖厂是利用监控摄像机对鱼类进食，浮动等进行视频监控，使水产养殖产业化更加安全稳定。 从中我们可以看出，水产养殖在信息工程和生物工程两方面促进合作下才能发展成为现代水产养殖业的发展趋势。在这样的条件下水产养殖专业化，规模化，智能化历史潮流不可阻挡。
目 录
1 绪论 1
1.1 研究的背景与意义 1
1.2 国内外水产养殖的研究和发展趋势 1
2 芯片介绍 3
2.1 STC89C52单片机 3
2.1.1 主要特性 4
2.2 温度传感器 7
2.2.1 温度传感器工作原理 7
2.2.2 DS18B20温度传感器技术性能描述： 7
2.2.3 需要注意的问题 8
2.3 超声波传感器 8
2.3.1 超声波测距原理 9
2.3.2 超声波传感器结构 10
2.3.3 HRSR04超声波集成模块 10
2.4 SMC1602C显示模块 11
2.4.1 1602管脚功能 12
2.5 GSM无线传输模块 13
2.5.1 GSM状态测试 13
2.6 排阻 14
2.6.1 排阻的特点与作用 15
3 硬件设计 15
3.1 功能分析 15
3.2 系统总体结构 16
3.3 电源模块 17
3.4 复位电路 19< *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
br /> 3.5 键盘模块 20
3.5.1 独立键盘工作原理 21
结 论 22
致 谢 23
参 考 文 献 24
附录：原理图 25
1 绪论
1.1 研究的背景与意义
中国的水产养殖快速发展，对农村经济繁荣，优化产业结构，提高农民生活水平的快速发展有重要意义，而且非常重要的是采取和谐的社会主义新农村建设。现代水产养殖业的建设，提高了水产养殖业的发展和农村经济的国际市场竞争力，在水行业发展的今天，已成为一个重要的问题：在中国当前和今后一个相当长的时间里，结合水产养殖特色，构建一套水产养殖水质环境信息感知无线传感网络路和可视化监控智能化终端控制和预警预报系统，实现高效、生态、安全的现代水产养殖，水产养殖业的独特的新格局建立一个新特征，它对促进社会主义新农村建设具有重要作用。
随着中国土地资源短缺，水产养殖逐渐老化，易发病，效率低下等突出问题逐渐显现，如何提高水产养殖产品的质量，直接增加农民的经济收入，实现高效，生态，安全的现代化中国水产养殖业成为必须解决的重大问题。传统的水产养殖方法，采用人工观察，依靠水产养殖方法的经验，很容易造成养殖过程中不及时，反馈缓慢，“浮头”和大面积死亡等悲剧，造成重大经济损失，上述方法一直无法满足现代水产养殖标准化和智能化发展的要求。基于上述问题，本文重点研究了水产养殖水质和环境因素的三维分布，快速检测技术，智能可视化无线传感器网络监控系统，实时发展关键因素（温度，水位），水产养殖环境管理技术和智能化管理体系，对提高水产养殖生产和智能监测的标准化具有重要意义，符合我国“生态，健康，循环，集约化”水产养殖发展的要求，推动中国渔业结构，对调整促进社会主义农村建设，提高农民生活水平具有重要意义。
1.2 国内外水产养殖的研究和发展趋势
外国水产养殖研究一直有悠久的历史，上世纪六十年代初，日本是世界上第一个用水环境因子自动监测装置进入水产养殖的国家，其次是美国，加拿大，德国也有跟进，开始着手研究，设计合适的为国内对水产养殖环境要求的自动监测设备，以备用在水产养殖自动化领域的应用。 经过半个世纪的不断投资和发展壮大，日本，美国，挪威，丹麦等国家的水产养殖自动化，机械化一直居高不下。 例如：丹麦鲑鱼养殖技术先进成熟，孵化场实现科学管理化由水温，水质，诱饵交付等控制机构组成，全面实现科学管理，并配备专业的自动化监控设备进行监控。
中国水产养殖环境因素监测研究始于上世纪七十年代初，仅比发达国家晚了十多年，但与欧美发达国家相比，比发达国家水产养殖自动化技术还存在一定差距。 现在发达国家基本实现了大规模，工业化的水产养殖模式，对各养殖业的环境参数也得到了精确的控制。虽然中国是一个大型水产国家，但大多数育种方式都在人工广泛种植池塘生产的自然条件下，对于水产品质量，农业效率和自动化水平都与发达国家存在一定差距。
20世纪70年代后期，中国的科研项目创造了水环境因素研究领域的新时代，这是中国水环境因素监测系统研究的基础。改革开放后，中国逐步引进了国外先进的水产养殖环境因子监测系统，适用于鳗鱼养殖，但其育种效果并不太理想。进入新世纪后，许多学者对水产养殖进行水质监测，温度控制和水循环进行了大量研究，并且引入了模糊控制等先进控制方法，进而降低了监测系统成本，开展了水产养殖自动监测的中国制度。不过，目前中国大规模的养殖水产养殖因资金不足，市场，技术等方面的限制还处于起步的阶段。近年来，在国家政策扶持下，经济社会的发展引导国内企业在发达国家引进先进技术和装备。这一举措在中国采用了更先进的水产养殖生产设备，而再生水产养殖和水产养殖收入同时也得到了很大的改善。
从以上内容可以看出，虽然中国近年来不断增加水产养殖研究，并开发和投资新的领域，但中国水产养殖自动化规模大，工业化程度依然较低。 先进的大型养殖用计算机与相应的传感器进行监测，收集，分析和控制水产养殖水环境数据，如：氧气值，PH值，水温等，并配有报警，急救系统。 高级水产养殖厂是利用监控摄像机对鱼类进食，浮动等进行视频监控，使水产养殖产业化更加安全稳定。 从中我们可以看出，水产养殖在信息工程和生物工程两方面促进合作下才能发展成为现代水产养殖业的发展趋势。在这样的条件下水产养殖专业化，规模化，智能化历史潮流不可阻挡。
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