水产养殖低能耗智能监控系统

发布时间：2017-12-03 04:03

  本文关键词：水产养殖低能耗智能监控系统

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【摘要】：经验导向型的养殖模式效率低下,严重影响水产养殖业的进一步发展。随着传感器技术快速发展而形成的水质监测技术已经日渐成熟,将水质监测技术应用于水产养殖业,实现水产养殖智能化已是大势所趋。本文在分析水产养殖的需求和水质监测系统的功能基础上,综合了水环境因子控制系统的特点,设计了一套低成本、低能耗、易推广的水产养殖智能监控系统。该水产养殖智能监控系统集数据采集、无线通信和自动控制于一体,能够精准采集和实时显示水质信息,并对水质参数进行在线调控。主要内容和成果为:(1)通过实际养殖需求和经济成本综合考虑,设计了低成本、高效率的数据采集系统,该系统能够实时精确地采集溶解氧、PH值和水温信息;同时针对传感器探头长时间浸泡于水中,影响其精度和使用寿命的问题,设计了传感器保护装置,该装置能定时将探头拉出水面并进行自动冲洗。(2)采用ZigBee技术搭建了低功耗、低成本、高效率的无线通信系统,该通信系统通过ZigBee节点将传感器、底层控制器PLC和主控计算机无线连接起来,并采用MODBUS通信协议完成相互之间的数据传输。(3)设计了上、下位机控制系统,上位机系统以服务器为核心,使用JAVA语言编写了人机交互系统,该系统主导整个系统的运行,能够分析计算接收到的水质参数信息,并根据计算结果形成控制命令,并发送给下位机,同时针对控制器不能实现移动监控问题,系统开发了移动客户端;下位机系统以PLC为核心构建了完善的电控系统,PLC接到上位机命令后,即可通过设计的电控系统控制相应的调节设备动作,达到控制目的。(4)结合水环境因子控制系统的特点,设计了适用于智能监控系统的模糊控制器,并以溶解氧控制为例,进行了MATLAB仿真和现场测试,测试结果表明:相比于常规的控制方法,模糊控制器不但控制效果更加稳定,而且能够实现低能耗系运行。
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S951.2;TP277

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