基于Lora的龙虾水产养殖环境监测系统设计

基于Lora的龙虾水产养殖环境监测系统设计摘要当前，国内很多龙虾养殖业仍然依赖于人工判定和粗放管理方法，即人工调节水体中氧含量和水质。该模型不但人工费用高，劳动强度大，还会因监测或处理不当，导致大批鱼苗死去，带来无法弥补的经济损失。在此基础上，结合传感器技术、嵌入式技术和自动化技术，开发出一套鱼塘智能控制原型系统。该设计将温度、浑浊度、PH等对水产品的生长有重要作用的因子做为主要的研究目标，使用单片机技术，通过传感器与检测技术，来对水产养殖的水质进行监测，从而使水产养殖户能够对水产养殖的水质进行实时的了解。本论文设计STM32的水产养殖系统。该系统由数据采集、主控制、控制和LORA通讯等部分构成。该系统能对水产养殖水质进行自动化采集和分析，并能对一些仪器进行自动化控制。关键词：水产养殖；传感器；自动控制

目录TOC\o"1-3"\h\u第1章绪论 11.1课题研究背景 第1章绪论1.1课题研究背景从远古时代起，中国就是一个以农耕为主的国家，从远古时代就有了水产养殖的记载，早在公元前一千一百四十二，就有了用挖掘的方式建造水族池塘的先例，早在公元前四百多年，中国就有了水产养殖。中华人民共和国建立以后，我国的水产业获得了充分、充分的发展，对有关技术和规模的关注也越来越多，国家对沿海地区的大规模开发，使我国的水产业有了进一步发展的空间。以及对栽培技术的改革，采用机械化，改善密度，或采用高级太空栽培技术来增加水产品的生产。在运用高科技的同时，不断地进行科技革新[1]。在改革开放之后，我国的水产业又有了新的发展，整个国家的水产业产值有了很大的提高。同时，农民的收入也有了很大的提高，农民的平均可支配收入也有了很大的提高。水产业的发展，不但取决于其自身的经济状况，还取决于其所处的水域环境和总体资源。以结构调整为主要目标，确保养殖环境即确保水产品质。目前，我国对水产品需求比较大，而且水产品品质也对人们生活有很大的影响，现在，养殖方式、水产品种类都呈现出多样化。当前，养殖户要对水体的温度、饵料进行适当的控制，以保证高密度养殖的鱼类不会因缺少饵料或氧气不足而造成大量的鱼类死亡。然而，因为饲料的投入不能对其进行定量，从而引起了水体的富养化，从而引起了水中的藻类的大量生长，从而引起了水的溶解氧的降低，从而引起了鱼的死亡。因此，在目前的情况下，对水质进行各项指标的调控，尤其是对小密度、高密度的养殖来说，是一个重要的环节。因为水质的恶化，会造成鱼类的成长过程中产生一些问题。因为它们的密度比较高，所以它们的生活空间也比较狭窄。当水域中的资源匮乏的时候，它们就会出现排卵少，孵化率低等情况，从而会对养殖户利润产生不利的影响。因此，在优质养殖水产品同时，必须改善水域的总体环境[2]，从而提升水产养殖的效益。因此，对水质开展监控的研究已被提到了议事日程上来。在水环境质量监控中，实现对水环境质量的实时监控和判定是其关键环节。在对水温度等指标进行监控的时候，还可以利用数据传送开展显示，让使用者可以在查看数据的时候，就可以对水体的充氧，换水等进行分析，从而达到对水质状况定量分析。以前，农户都是根据自己的经验来判断水质，这种情况下，有些问题很难得到及时解决，给农户带来了损失。随着传感器技术的提高，在某种意义上来说，它能对水质有很大的改善。通过定量的方式，可以将可视化的损失降低最小，而且在总体上提高了水的质量之后，还可以减少鱼类的疾病发生。因此，有必要研制一套能够对水质进行实时监控的仪系统。1.2国内外研究动态1.2.1国外研究动态在我国的水产业中，人工智能技术在国外已经得到了广泛的运用。上个世纪，国外的水产养殖发展得非常迅速，水产品的品种也非常丰富，为其所属国家发展带来了很大的收益。不过，上个世纪，国外的产业也开始兴起。由于产业兴起，导致了水体的污染和鱼类品质的降低。针对这一问题，国外已开始大力开展相关技术开发工作。在国外，建立起了水质监测体系，从上世纪50年代起，西方发达国家就已经意识到了环境的污染，并在国内有规划地布置了环境质量监测网。在1970年代末，美国建立起了一个有1300个站点的初级水质监测网[3]。而日本直到上个世纪六十年代末才对其进行了初步的探讨。而在世界上，一些发达国家已经逐步开始建设起了水质监控系统，而且，这些系统自动化程度都位居前列。不但完成了对水质的物化特性监控，而且还完成了对水体中COD,BOD5\，氨氮的监控。在1980年代早期，挪威的一家公司开发了一种自动的鱼食喂食器。九十年代中叶，在罗马尼亚研制出了全球首个鱼类疾病的诊断专家系统。以色列于2000年成功地研制出鱼类疾病的检测仪。在海外，也有许多其它的研究机构和企业在探讨怎样才能实现智慧的水产养殖。1.2.2国内研究动态当前，中国的水产养殖发展水平和出口量在全球都处于领先地位。因为最近几年，有一些厂家，因为想要方便，不遵守规定对污水进行处理和排放，从而对我国的水体进行了污染，从而导致了一些水产品的指标超出标准，从而导致产量降低。因此，我国也在开发水产品水质监控系统方面进行了大量的资源投入。20世纪末，随着中国经济社会的快速发展，随着经济社会的快速发展，中国的经济社会和社会经济的快速发展，人们开始关注和关注着这一领域的发展。这就促使了我们从传统的室内检测到了电子化检测的发展[4]。在水产业中，养殖监控体系也逐步建立起来。近年来，随着对水产品的需求量急剧增长，董延昌所在的研究小组已经完成了对水产品质量监控的研究与开发。本装置既能监控水体中的溶氧状况，又能调整水体中的溶氧水平；单玉鹏开发了一个基于计算机的智能监测系统，实现了对水田的监测和管理；姚新和将自己的水质监测系统通过GPRS传输到了一个数据库中[5]，然后将这些数据存储在了数据库中。胡明月所在的研究小组，研制出了一套基于PH值的无线监测装置，能够实时监测出水质的pH值。1.3关键技术与参数在本论文中，我们采用了基于微控制器的控制技术，传感器和检测技术。单片机控制技术通常被应用在各种控制领域，它在家用电器等方面比较普遍，它是一项机电产业中主要技术，能够对机器人、集成技术在制造产业中快速发展起到很大的推动作用。1.4课题研究内容这份设计为了分析目前在国内水产行业中所面对的许多问题，在充分认识到国外优秀的水产监测系统之后，我们就设计出了使用STM32的水产系统，统能够有针对性地解决国内水产养殖的监测问题，这个系统主要由主要控制部分、电源启动部分等组成。在对水质温度、酸碱度、浑浊度进行采集。内容如下：在引言中，本文简单地介绍和概括了目前国际上关于水产业发展情况，并指出了在水产业中建立一个水产业生态环境质量监控体系的必要性和必要性，并在此基础上对其进行了探讨。在系统的设计中，指出了本系统迫切需要解决问题，并在如何采集到的用户和系统的要求上，将目前迫切需要处理的监测项目分项列出来，然后与本系统的方案比较，并根据需要，对系统维修和改进。在硬件设计方面，重点是设计和选择了水质监控中所需的传感器，画出了测试电路总图和分部4连接图，并说明了其设计原理。第四章是系统的总体结构图。在这一章中，我们重点对某些硬件驱动电路进行了描述，同时还对总程序流程和子程序控制电路进行了描述。第五章是系统的调试部分。在这一章中，我们将重点放在了软硬件上。并对实验过程和实验结果进行了说明。在调试中，本文重点介绍了本课题所涉及到的软件、硬件的调试及模拟试验，并介绍了试验的方法及试验的结果。在结束语中，给出了本系统设计和实验的结果，同时指出了在本系统实验中存在的缺陷，并给出了一些改善的建议，最后对本系统的将来的使用做出了预测。

第2章系统总体设计2.1需求分析当你在设计一个新的系统时，你必须知道你需要的是什么。农户目前都是以传统的手工方式饲养的，比如；通过观测小龙虾回归或跃出水面来看它是否浮头，通过人体感觉到的体温来判定水中的温度，从而决定是否测定水中pH等其它参数，并抽取水中的一些样品进行手动处理。从以上的条件中，我们能够看出，温度，pH值，浑浊度是我们所关注的问题。这些因子对水产品的生长也有很大影响。另外，水位、光照等也会影响水产品的生长和繁殖等。（1）温度有一种适合任何一种生物生活的温度。由于恒温动物需要保持自身的体温，所以产生热量和释放热量是同步的。产热率上升，代谢速率上升，相反，代谢速率下降；与常温动物不同，变温动物对外部温度有很强的依赖性，其体内各种酶的活力也与外部温度有关。吃的东西越来越多，成长的速度也越来越快[6]。和常温动物不同，它们的体温是可以改变的，因为它们体温是可以改变的，所以需要适合生长和繁殖的环境。由于龙虾品种不同，四大家鱼对水体的温度也比较相似，都能生活在15-32摄氏度之间，而生活在20-28摄氏度之间。不同温度和不同温度对鱼生长和发育都有一定的影响。（2）PH值龙虾是在水中生存的，水中的pH值对鱼类也是有一定的影响的。例如：用于淡水pH值是偏强的，接近于中性；用于海洋水产养殖业的水体pH值呈弱酸性。虾类对pH值的需求是不一样的。在不适应pH值的环境中，鱼类的摄食能力降低，新陈代谢能力降低，生长发育变慢，最后致死。在水产养殖中，水中的pH值不仅会对发育和繁殖产生影响，而且还会对水产品受精卵产生影响。（3）浊度水体混浊水平受泥沙、难溶性无机盐、有机质等多种物质的共同作用，对水体混浊水平的贡献较大。如果水体中有太多有机化合物，会对水体的水质和水里生物环境产生很大的影响。此外，不溶性物质还会附在鱼类呼吸系统，这些不溶性物质会大量繁殖，从而引起鱼类的疾病，从而对鱼类的生存不利。但是，如果水体中不溶于水的有机物质太多，就会导致水体中的水生生物选择觅食或逃避敌人，因此，水体质量并非越轻就越好，因此，将水体的浑浊程度保持在一个相对适宜的范围是非常重要的。2.2系统方案对比在检测水中pH值时，通常使用pH值测定水中pH值，即为一种在实验室中使用的传感器。PH值传感器分为两种，一种是用玻璃做的，另一种是用金属做的。其中，溶氧计的检测方法有两种，一种是荧光测定方法，另一种是极谱测定方法。2.2.1温度传感器温度传感器属于比较常见的应用型传感器，它被划分成两种类型，一种是接触式，另一种是非接触式，它的区别是由测试方法来确定的，而根据材质的差异，它可以被划分成：热电偶与热电阻（1）DS18B20DS18B20是目前使用最多的测温元件。DS18B20是以数字信号为输入的，它的优点是小尺寸，高精度，低功耗，抗干扰能力强。其中，64位光刻只读存储器，非易失性温度告警触发TH与TL，以及配置寄存器[7]。DS18B20更便于装配。DS18B20经过不同的封装后，能适应各种环境。并且还可以根据模型进行归类。它的主要参数列于表格中。（2）PT100pt100是一款能使信号发射机对不同的数据进行对应转换的仪器，它的最大特征就是能把温度转换成能传输的输出信号。本传感器的用途比较狭窄，多用于工业生产中温度监控，多采用热电阻。其中，测量单元和信号处理和变换单元是最重要的部件。表1PT100主要参数型号PT100DS18B20测量温度-40℃-85℃-55℃-125℃输出信号模拟信号数字信号接线方式二线制，三线制，四线制三线制综上考虑所有因素，本系统使用DS18B20温度传感器测量温度。2.2.2PH值电极（1）玻璃电极其中，玻璃电极的使用比较普遍，它可以在更大范围内对资料开展专门的选取，为薄膜电极。而在它的底部，则是一种对电子运动更加敏感的氢气晶体。因为它的外观，因为形状的差异，可以被分成多种形状来区别。而且，在测试中，不会与溶液发生反应，因此，不会损耗，也无其他的副产物。因此，绿色环保。但是，因为它的电阻较大，对信号灵敏度比较高，而且很容易受到干扰，因此适用范围比较狭窄。用玻璃焊条可测得的所有数值都可测到。（2）金属电极我们来看看很多种金属，它们化学性质比较活跃。在酸-碱性反应中易于与一种溶液发生氧化-还原或取代的。这也是为什么，在工业方面，很难用到电极原因。当对一种溶液进行酸碱度试验时，金属电极就会涉及到这一种溶液氧化和还原。因为它是金属材料，它的电阻很小，即使在干扰情况下，它的读数也很稳定，因此它对环境需求不高，但因为它的化学性质，它的检测范围有很大的局限[8]。综合以上各方面的原因，该装置采用了一种由玻璃制成的复合型电极来测定pH值。2.3总体框图图2-3总体框图

第3章硬件设计3.1主控模块该系统的主要控制部分选用了STM32F103C8T6系列微处理器作为主要控制部分。每个单片机由电源、晶振等组成，是本系统中最小系统，如图所示，STM32F103C8T6最小系统。图3-1单片机最小系统（1）时钟电路在单片机运行的过程中，时钟是一个非常关键的模块，它是计算机的CPU的存在位置，所以时钟电路需要对整个单片机进行驱动，不然该系统就不会进行程序的运转。其中，时钟回路由三个部件组成，分别是：石英振荡器、晶振控制晶片、电容器。从下面的图表可以看到，在STM32中有4个时钟电路：由（HSE),(HIS),(LSE),(LSI）组成；HSE是一个高速率的外围时钟；HIS（HIS）是一种高速率的内部时钟（internalclock)；LSE是一种低转速的外加时钟信号。LSI是一种较低的内时钟（in-clocksignal）信号。（HSE）和（HSI）能够为该芯片提供RTC，而（LSE）和（LSI）则不能为该芯片提供用于该芯片的主时钟。高速外部时钟(HSE)：使用外钟表的晶体振子，其振动幅度在一段时间之内，此方案使用8MHz。低频外置时钟：以外置晶体振荡器为时钟电源；以32.768kHz的工作频率为主，提供了一个实时时钟模块。低速内部时钟(LSI)：在一个内部RC振荡器中构成，还以40KHz左右的频率向一个实时时钟模块提供电源。图3-2晶振电路（2）复位电路是每个单片机都有的一种电路，作用是将电路恢复至初始态。它有三个操作模式，一是当电流进入到安鲁之后，初始状态就恢复了。第二种是紧急情况下的人工开关，而第三种则是必要时由电路或程序来恢复初始状态[9]。该重置电路具有操作简便、装配方便等优点。它的电路是通过电阻和电容来完成的，如果要做一些比较复杂的改造，还能够通过三极管来完成。图3-3复位电路（3）电源电路电源电路是整个控制系统的底层，它为各个组件提供了适当而又稳定的功率，保证了各个功能组件的正常工作。如附图所示，将5V的电压经由电力线路与直流电力接口相连接而提供给该开发板；通过变换可以得到3.3V的电压。可为SRAM,FLASH，晶体振荡器等提供电源。图3-4电源电路3.2显示模块字符型液晶显示是一种在微处理器上，特别适用于英文字母，阿拉伯数字等的点阵式LCD，该方案使用了OLEDLCD，具有128X64的高分辨能力，3V至5V的DC电源，从左至右共有7条管脚。本论文选用0.96寸OLED液晶显示模块，其成本较低，尤其其亮度更高，即使在阳光下也能看清楚符号。该模块能够选择供电方式，有3.3v和5v，该研究采用5v供电，采用的是5v，采用的是电源电路。该模块有两种中的通信协议，一种是IIC，另一种是SPI，在此情况下，由于该通信协议所需的I/O口较少，能够节省更多的资源，而且，所发送的数据不会占据主频，不会占用单片机的资源。这个模块有许多的控制命令，可以用程序来改变它的设定，例如：屏幕的亮度，明暗度，这些都是可以用程序来操作的。在表3-1中显示了OLED组件引脚的定义描述：表3-1OLED引脚接口说明表GND电源地VCC供电电源3.3V、5V都可以D0串行输入时钟CLKD1串行输入数据RES复位DC控制输入数据/命令这一次，使用的是一种具有较低能耗的OLED12864显示屏，也就是OLED，也就是有机发光二极管。这种OLED具有轻薄和低功耗的优点，因为它的低功耗，已经被陆续应用到了其它的产品上。这种OLED拥有很多种驱动方式，最常见的是SPI和IIC驱动，这一次它采取了IIC接口方式，IIC仅需两根数据线就可以显示，其工作原理非常简单。由于本模组没有文字，所以在显示文字、数字时，只需建立一个字库就能显示出各种图形[10]。其中，VCC与3.3V的电源连接，GND的地线连接，SCK与MCU的PB13相连接，MOSI与MCM的PB15相连接。图3-5Oled显示电路3.3PH传感器模块本文介绍了E201-C-9电极在该系统的数据收集模块中的应用。E201-C-9型探测器在应用时，必须对探测器的输出展开一定程度的放大。PH值检测部分采用了传感器和放大器相结合的方法。与运放的结构相似，这个组件也有一个负极的输入与一个单一的电源供给相矛盾的问题。在将电压应用于参比电极时，能够使亚欧较小地保证将应用于信号电极电压确定为+。那么就能达到需求，在经过放大之后，将这个模数转化为所需要的值，并开展资料处理。图3-6PH传感器电路该电路使用的是TLC4502的运放。采用了校正技术，在上电时候，它能够对失调电压归零，既简单又快速，还可以免去PCB板和外部的隔离部件，如下图所示，就是这种放大器管脚排列。该表显示了该系统的内部函数框。图3-7TLC4502内部功能框图3.4浊度传感器模块浊度指的是一种可以对水体透光度进行描述的光学特性，它是由于被水中的悬浮粒子和杂志阻挡，对射入水体的光线进行了反射，从而造成了水体浑浊[15]。水体中颗粒物的吸收系数、对水体中颗粒物的反射和折射性、含量等均会对水体浑浊程度产生影响。浑浊度计采集到的讯号为模拟讯号，再由A/D变换成数字讯号，传送到主控制晶片上，再由晶片进行运算。原理如图所示：图3-8水中微粒的光学现象检测原理——传输方法：假定被检测的水体为一种均一的媒质，当被检测的水体中的粒子或其他物质被吸收或扩散时，经过水体的传输光线，就会被反射至红外，其传输光线的强弱，服从于朗伯-比尔定理[11]。Io是入射光强度，Ir是透过光强度，α是衰减因子，L是光路长度。在下面的图表中显示了该测试：图3-9透射法测量原理浊度是反映出水质好坏的一个指标，通过浊度传感器对水体的透明度进行测量，就可以判断出水体的浑浊程度。水体浑浊程度与水生动物呼吸密切相关，它的适宜值与水生动物生长密切相关。此次使用浑浊程度收集模块为一个水质浑浊程度传感器，如图3-10所示：图3-10浊度传感器实物图浊度传感器原理图如图3-11所示：图3-11浊度传感器原理图引脚3与供电端相连，引脚1与地相连，引脚2与MCU的ADC端口相连，用于输入模拟信号。本文所使用的是TB-300S型的浑浊度测头，该测头具有成本低、工作可靠、电特性好等优点。在表3.1中列出了这种换能器技术参数：表3.1浊度传感器技术参数技术参数参数值测量范围（NTU）0~1000±30红外发射二极管（峰值发射波长）940nm光敏二极管（峰值发射波长）880nm红外发射二极管型号EL-23G光敏二极管型号ST-23G3.5温度传感器模块本文介绍了DS18B20温度传感器在实际应用中的应用情况，并给出了相应的解决方案。它具有高精度、高可靠性和高可靠性等优点，具有良好的应用前景和广阔的应用前景。DS18B20适用于水库、冰柜、冰箱等各种环境。与其它因素相比，温度指标受到外部条件的影响更大，但是DS18B20由于它严密的密封和很强抗干扰性，仍然是一种畅销产品。此外，它使用便捷的机械装置，超强稳定性，低廉的性价比和精确的精确度，都是它表现出优异的性能。本文介绍了DS18B20的主要硬件结构。图3-12温度传感器原理图3.6溶解氧传感器模块该系统所使用溶氧量测定方式是以荧光法测定，因此对RS485通信有一定的支撑作用。SP3485是本设计收发信机，采用3.3V的电源，其传送能力可达10Mbps，具有多个结点，且有企鹅式的短路输出保护。下图为该系统的整体电路链接图在图中，AB是连接485和RO的总线界面；DI用作传输数据获取端，而RE用作传输允许信号，DE作为发送使能信号。图3-13溶解氧传感器原理图3.7LoRa通信模块该系统被分成了主机与从机，两机间的通信由LoRa模块完成，LoRa通信模块使用ATK-LORA-01，其工作的频率波段在410Mhz，传递信道32个，基本上符合本项目的要求。在工作状态下，AT指令能够对参数进行控制，而且能够在任何时候任何地点对其参数的修改，比如：串口传输速率、数据传输时的功率等，都能够被修改到参数[12]。LoRa模块引脚包括了RXD引脚、TXD引脚、AUX引脚等，它们的作用主要是：连接STM32F103的TXD引脚，用来进行串口输入；连接STM32F103的RXD引脚，用来串口输出，用来表示块的工作状况，用来接电源，用来做地地线。在图3-14中显示的LoRa通讯模块电路示意图：图3-14温度传感器原理图3.8系统总体电路图图3-15系统从机原理图图3-16系统主机原理图

第4章软件设计该设计的下位机以STM32F103为核心，通过传感器技术、AD转换技术来实现对鱼塘养殖中的一些重要参数的实时监测。本系统采用KEIL5软件实现了对底层计算机程序设计。本系统在底层系统中应用了模块化编程理念，对外围设备的驱动和各个功能子项进行了模块化的设计。首先，由主程序对系统初始化，设定和初始化系统的时钟，设定和初始化中断矢量，然后，对各个外部设备的引脚和外部设备初始化，外部设备的主要部分是GPIO、串口和ADC。图4主程序流程图随后，初始化了各传感器模块和外部设备，之后，将鱼塘数据和由使用者运用串口屏进行操作的数据进行上传，再之后，就是运行溶解氧、水温和PH值的控制子程序。利用此控制子程序，可以达到对水族箱的控制，下面我们将着重介绍一下这几个控制程序。下面是主要的流程。4.1下位机显示面板设计该系统以液晶屏幕为主，由下位计算机的显示器来实现。所有的液晶显示器，都可以按照图纸上的程序来进行。在该过程中使用一个启动顺序进行硬性重置，并在1次执行。对于字符显示，使用左边的流程，也就是：坐标输入→输入GRAM指令→输入GRAM来实现，但是，这一步是对于单一数据进行处理，若要字符/数字开展多种显示，就必须开展此流程不断重复，要想对字符/数字进行显示，就必须对函数开展设计后，再继续执行，才能达到全部显示目的。如图所示，液晶显示器的关键时刻可分成以下数种；其中，分别读出ID(ID)Low-levelPulse宽度（trdl）、ID(id)High(ID）、FM(Trdlfm）、以及FM(FM)Highfm、Wrl(Twrl）和Wrh(TWrh）。驾驶顺序8080并口读入/写入该模块的主过程：1.将RS设定为High(Data)/Low(Command)[13]，这取决于要读/写的资料的种类2.将片选向下移动，选择ILI9341，然后开始阅读。3.将写入数据设定为RD/WR为小值；4.数据的读出：在RD（15:0）的上边缘处在一条数据线上读出该数据；5.写数据：在WR的上边缘处，对资料写入；对ILI9341进行了写操作。图4-1并口写时序图4.2水温控制子程序本设计中，以DS18B20型温度传感器为主，可用作单一总线元件。本系统中各单总线设备均按完备时间顺序设定，从而实现了数据完整性。DS18B20有如下的信号：重置，应答，写入0，写入1，读取0，以及读取1。除了上述的回答脉冲外，所有的回答都是同步的。一个位元组在最前面的位置，是一切资料传送的先决条件。显示了DS18B20的读出温度的流线。图4-2温度的读取流程鱼塘的水温是用DS18B20传感器来监控的，在监控过程中，采用了一种平均过滤算法来对水温值展开处理，从而提升了获得的水温准确性。如下所示，在这个过程中，单片机会对水温进行10次的读数，并对其进行平均，从而获得一个相对精确的气温，再对这个气温判定，先判定这个气温是不是低于最低气温，当它小于最低气温时，就会把进温水装置打开，把凉水装置关掉，就会发出警报；相反，就会判定它是不是大于了最高气温，要是超过了，就会打开凉水装置，把热水装置关上，再发出警报。4.3PH控制子程序单片机内置12位模拟数字转换器，只要进行一些简单的配置就可以了。我选用了E201-C-9型pH值探测感应器，并且使用了与ph值相似的电极。由于铅的测定有很大的偏差，因此，测定铅的测定前必须先对铅的测定结果进行校正，然后画出铅的标准曲线。PH基准曲线表示在下面的图表中，Y=-5.7541x+16.654表示VADC收集系统的基准公式，Y=-5.8887x+21.677表示VADC收集系统的基准公式[14]。图4-3PH控制子程序正如在附图中所显示的那样，由单片机利用ADC读取pH值，接着对这个pH值展开判定，先要对最低PH值进行判定，若在低于最低PH值的情况下，那么就会将调节酸性设备打开，将其关闭，在此情况下，就会对其展开报警；若在此情况下，就会对其展开判定，在此情况下，就会将其打开，在将其关闭后，就会对其展开报警。4.4溶解氧控制子程序溶解氧电极能够支持RS485通信，如图中，单片机经过485接口读取的数据，再对此溶解氧展开判定，先要对此溶解氧展开判定，先要对其含氧量测定，若低于最低含氧量，那么在开启调增氧机后就会报警，相反，要对其进行判定，在此过程中，要知道，它的含氧量是不是高于最高含氧量，在此过程中，它就会在关闭增氧机后报警。图4-4溶解氧控制子程序

第5章系统调试5.1工具的选择在焊接的时候，要根据具体的要求和标准，选用适当的工具。电烫的能量取决于焊点，通常有20瓦，30瓦，35瓦等，因此在选用30瓦的时候可以选用30瓦的。在使用电烙铁之前，应给其通电，让其在一定的时间内受热，并确保其温度超过锡熔点，才能进行焊接；而烙铁的尖端，因为长期的使用，会被氧化，所以很难在烙铁上留下痕迹，还得加入一些松香，才能将烙铁上的痕迹清除。选用锡线时，应选用具有较高熔点且较高效率的焊线。选用合适的制件，可以使我们的工作更容易进行，也可以使我们的工作更容易进行，使我们的工作更容易进行。5.2实物制作在制造产品之前，必须先把产品所需的原料，如锡，各种元件等做好。接下来就是用锡条和电烫铁对主板上的零件进行焊接了。首先焊接最小系统，然后焊接平板两侧排针，能够确保电流传递，然后焊接0.1uf和100uf并联电容，以此来确保系统稳定，并且对不希望的信号进行过滤；在此基础上，完成了对声光信号的采集和处理和LED点阵的连接[15]。我们选择了LED点阵屏作为光源，因为它更容易被焊死，而且误差也更小。在完成了焊接之后，对照着电路图来检查有没有短路现象，并用钳子摇晃电线来查看有没有漏焊现象，如果发现了就要进行纠正。最后，通过计算机将其写入STM32单片机，即可进行实际的测试和示范。见附图5-1中的实体，在电源接通后，所有的元件都可以正常工作。主屏幕上显示从式传感模组所侦测之温度、酸碱度、浑浊度、水平线。图5-1系统上电图5-2系统上位机界面图

总结本文以STM32为基础，设计一套龙虾养殖系统，根据用户需要，综述了有关文献，本文重点介绍了系统设计以及技术应用。每一台电脑都经过了详细的软件和硬件设计。最后，完成了本系统，它具有操作简单、经济实惠等特点。结论：(1)通过阅读大量关于水产业监控技术中文和英语文献，对目前国际上和国内的相关进展进行了深入的认识，对系统通讯和测量等方面的要求进行了深入的分析，确定了该系统开发思路。(2)利用所述的传感器，对所述的鱼池中所包含的一些关键的水质指标进行说明，并得到它们的工作机理。(3)利用AD、Keil等软件知识，画出了本系统的结构图，完成了串口通讯模块与LCD的编程，使本设计能够顺利地完成相关参数显示和分项呈现。本文所研究的渔塘监控的原理样机，已经基本上达到了该项目所要求的全部功能。不过，该系统目前仍处于系统雏形阶段，离实现商品化并实际应用仍有很大的一段时间，仍需在未来的研发中不断地改进。从整个体系的实用角度来看，本体系还需做以下一些工作来对体系作进一步的完善。(1)本系统在时间约束方面有一定的局限，对水质进行收集和分析后，可以看到其基础信息，然后要实现的就是上载数据。通过USB电缆将这些数据传输到计算机中，能够更好地对这些数据处理和优化，同时，通过这些数据画出曲线，也能更好地提高水塘的质量。(2)这个系统主要是为了在发生紧急情况之后，农户通过主观的方式，来调节水塘内水质，所以在以后设计中，还应该增加一个水库的水质预报，让使用者能够在水质突然发生变化的时候，提前做出警告。在此基础上，针对表观特征很难用资料呈现的情况，提出了利用摄像机对表观特征进行监视的方法。可进行远距离观测，并可添加自动喂食装置，使农夫的手得到自由；因为开发的时间较短，所以对图形用户接口的设计还需要做一些改进，使得图形用户接口变得更漂亮、更简单。

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