具有物联功能的水产养殖控制器探讨及开发

　　下面文章通过将物联网控制技术应用到水产养殖业中，使养殖者可以在本地和手机端实现养殖场增氧机的手动/定时控制，电机故障自动检测与上报，温度、盐度、溶解氧量、酸碱度、亚硝酸盐量等养殖场关键参数的实时检测与报警，养殖者足不出户便能对养殖场的参数进行监控，起到减轻养殖者负担，提高效率，节省成本的作用。

　　关键词：物联网,水产养殖,参数检测

　　1设计思路

　　规模化养殖业是养殖业发展的方向。众所周知，规模化意味着更高的产出、更低的单位成本，更重要的是，由于具备了一定的产能和产量,在商业博弈中，议价能力会随之提升,所拥有的话语权是散户所不具备的。要进行规模化养殖，人工成本、效率是个大问题。

　　一般规模化养殖场延绵几十亩，要对它们进行增氧的供给，光走到各个电闸开关都需要1天的时间，如果集中控制，布线的成本又会非常高。一旦有某个增氧机产生漏电、过压等故障，虽然有保护电路可以让增氧机停止运转，但增氧机停止运转如果发现、维修不及时，以及养殖场的很多参数超标，将造成养殖产品迅速死亡而导致养殖户损失严重。

　　物联网养殖系统的设计功能如下：

　　1)控制器上按钮、LED灯、液晶屏幕组成友好的操作界面,用户可在本地手动控制增氧机的启停，设置电机按照时间表自动运行，控制器通过接触器控制增氧机电机的启停。

　　(2)通过水温传感器直测水温;盐度传感器、溶解氧传感器、酸碱度传感器、亚硝酸盐传感器的输出信号都转换为数字信号并连在RS485总线上。

　　(3)通过互感器、零序互感器和检测芯片，检测电机运行时可能会出现的漏电、缺相、过流等故障。

　　(4)通过GSM模块，控制器可连上互联网，通过手机APP也可在线实现(1)、(2)和(3)的功能。

　　2硬件设计

　　2.1具有物联功能水产养殖控制系统的人机交互

　　具有物联功能水产养殖控制系统的按键阵列，通过单片机控制核心的软件检测与定义后，结合状态指示灯、12864信息显示模块具有功能描述如下。水产养殖点的增氧机可以实现自动/手动控制，手动控制能随时改变电机1、2的运行状态，自动控制下能按照预设时间控制电机的启停。参数显示：包括时间、手动/自动状态、电机启停状态、水温参数、盐度参数、溶解氧参数、酸碱度参数、亚硝酸盐参数。报警显示：包括电机运行故障报警、水温超标报警、盐度超标报警、溶解氧超标报警、酸碱度超标报警、亚硝酸盐超标报警。

　　2.2电机控制与反馈

　　增氧电机为三相驱动，单片机信号Motorl通过Q3放大，传送到接口P6,P6驱动接触器控制电机启停■■三相电流通过零序互感器检测其漏电情况通过P7把检测的电流结果转化成电压信号后进入漏电检测芯片M54123的2脚，一旦产生漏电情况，M54123的7脚输出高电平连接到单片机，另外警告信号高电平使Q4导通，从而使Q3截止,从硬件上关闭电机。

　　2.3养殖地点参数

　　检测本系统采用水温DS18B20数字温度传感器探头，测量信号以数字形式传送到管脚DS18B20;盐度传感器ZACL61-A0001,采用高精度盐度电极，支持标准MODBUSRTU/ACSII工业数据总线协议，采用RS-232/RS-485接口输出能够完成土壤盐度数据采集、外部命令校准，自动温度补偿等功能;溶解氧传感器RYIS-1501，通过485信号输出溶解氧值。

　　酸碱度传感器及PH/0RP检测仪变送器，把pH值通过工业总线RS485传输;亚硝酸盐传感器利用复合电极(N0261-A0002)对亚硝酸盐进行检测，通过温度传感器PT100补偿，检测的浓度信号通过ZA-N02-A101进行RS485变送，从RS485总线传输到控制器。

　　2.4供电模块设计

　　由24V/5A开关电源把市电转化为24V直流电，通过LM2596S把24V转化为5V,通过LM1117-3.3把5V转化为3.3V，满足系统供电需要。

　　3系统软件设计思路

　　具有物联功能水产养殖控制系统的软件设计思路，系统软件的工作过程如下：(1)利用物联网技术，在鱼塘增氧机控制上添加GPRS模块让增氧机控制器具有控制功能。(2)使用app，用户可通过扫码绑定，授权等方式，对增氧机开关进行远程控制。(3)在aro内可设置增氧机开关时间表，使增氧机可以自动定时开关。(4)增氧机控制器既可以本地设置功能，也可以远程设置，设置的功能自动同步。(5)当某个机组出故障时，控制器把故障上传给服务器，服务器通

　　4结论

　　水产经营规模化，所需的成本量很大，要想获得和散户不同的差异化优势，除了把握好行情变化以外，对于自身来说，需要有效降低单位成本，换言之就是获得更高的效率。但现实的状况是，由于人员、管理等方面的影响,规模化管理精细化程度,可能还不如什么事都自己干的散户。因此结合物联网技术，将养殖的控制操作上升到云端，可以减少养殖户人工成本，加快设备故障维修流程，降低养殖产品死亡概率，减轻养殖户看护负担，提高养殖效率，增加养殖户利润。

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　　相关期刊推荐：计算机学报(月刊)创刊于1978年，由中国计算机学会与中国科学院计算技术研究所主办、科学出版社出版，以中文编辑形式与读者见面，同时以英文摘要形式向国际各大检索系统提供基本内容介绍。