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发布时间：2018-06-21 14:52所属平台：学报论文发表咨询网浏览： 次
下面文章通过深入了解水产养殖的特点及在线监测系统的控制原理，从温度调控系统的硬件装置设计出发，对监控中心、无线传输节点布置及电源控制管理等硬件方面逐一改进，进行软件程序的设计与编制，包括温度的采集、传送与处理显示模块等，并进行调控与测试。
下面文章通过深入了解水产养殖的特点及在线监测系统的控制原理，从温度调控系统的硬件装置设计出发，对监控中心、无线传输节点布置及电源控制管理等硬件方面逐一改进，进行软件程序的设计与编制，包括温度的采集、传送与处理显示模块等，并进行调控与测试。通过将现代传感控制技术与核心控制算法相结合，实现温度参数的智能调控，这一设计理念可以用于其他水质参数的在线监测与调控系统中，具有一定的参考价值。
关键词 : 水产养殖, 温度调控系统 ,智能化, 控制算法 ,在线监测
随着我国水产养殖业的不断发展与进步，应用于水产养殖的装置控制与调节水平亦逐步向智能化方向转变。根据养殖作物水体的参数特征，相关专家与学者分别从不同角度展开研究，如 pH 值监测 、溶解氧监测及浊度监测等，通过一系列地自动智能监测，实时掌握水体内部的参数变化情况，并及时采取相关养殖措施，保证整体水域环境良好，以提高养殖产量与质量。融入物联网及无线传感器等技术于水产养殖智能控制系统，是近年来的研究热点，笔者在借鉴前人研究的基础上，针对水产养殖的参数之一 —水体温度展开论述，进行温度调控系统的智能化应用设计。
1水产养殖系统监测
在水产养殖中，温度对养殖作物的存活率及质量起到关键性的作用。随着大规模农业水产养殖的发展，在线监测技术不断应用于水产养殖领域，水产养殖系统的监测作为新兴自动化控制技术的产物，其监测原理可简要描述为 : 在监控中心的主控下，安装在水域内部的若干传感装置，通过对水体内部的温度、pH、溶解氧及电导率等参数进行数据采集，并通过专用控制器处理后传输到中央控制系统 ; 在水产养殖现场与中央控制系统实现通信后，对各个监测数据参数进行数据对比，超出一定的阈值范围，需要工作人员及时进行操作调整，确保各水质参数适合水体内养殖物的成活。
整个监测系统各个模块之间实现互相协调控制，关键技术如 PID、ZigBee 及模糊控制等被应用于相关控制环节与装置，整个监测系统形成闭环控制有机整体，完成水产养殖系统监测工作。
2温控系统设计
2. 1 系统硬件设计
针对温度调控系统进行划分，将水产养殖区域简化，各节点分布着无限路由及传递感应装置用来重点采集水体温度信息。系统硬件方面选取低能耗 、高精度进行组装。在电源模块的供电之下，控制模块发挥主体作用，通过信号调理回路实现水体温度信息传递，并经转化放大之后送入无线 通讯模块。 经比选采用 DS18B20 作为温度传感装置主体芯片，控制电路为单通道控制，可有效防干扰 、稳定性强 。
2. 2 系统软件设计
温度调控系统软件程序设计的核心在于算法的选取，合适的算法能够得到符合实际水产养殖的温度采集与监控效果。依据上述对硬件组成元件的选型及控制电路设计，实现信号的识别、采集与传输，进入与上位机通讯环节，主要利用通讯转换器 、A / D 转换放大原理和门禁控制器等装置。拟设计的温控系统软件包含设计程序初始化、画面显示、打开与关闭及温度曲线的生成等程序。
3调控与测试
在核心控制理论算法之下，利用设计的温度调控软件及装置进行模拟调控，可以实现温度的识别显示与高低值报警等功能 。从画面上可以清晰看出 : 温度编码的实际温度值及不符合条件的温度，需工作人员及时发现并做出调整。此温度来源于水产养殖环境区域模拟状态下的各个节点分布的温度传感装置，通过智能化控制实现水产养殖的温度参数化，验证智能化设计的可行性之后进行试验地测试。
选取某水产养殖区域面积为 20m × 20m，对水域环境的温度测试精度及传送数据稳定性进行试验。将水域环境对比温度设置为 23 ，其温度调控系统的测试精度可达 5% 左右; 对于无线传感装置的节点误差控制在± 0. 3% 范围内，水产养殖作业人员只需根据该温度调控系统的现场监测数据，利用已编制导入的智能控制程序进行选取与点击，便可实现水产养殖的温度智能化控制。
4 结论
1 ) 通过对水产养殖在线监测系统原理进行掌握，针对温度调控系统进行智能化研究和设计，设计了一种基于无线传感与核心算法相结合的温控系统。
2 ) 该水产养殖温度调控系统通过硬件选型与软件程序编制，实现温度精确测量与调控，经试验，精确度控制在 5% 左右，信号数据传输误差控制在 0 . 3% 左右，验证了温度调控系统智能化设计的合理性。
3 ) 本温度控制系统的创新点在于将智能降耗理念运用于电源控制模块，大大提高温调系统的整体工作效果，为水产养殖人员提供水产环境信息时间得到延长。
4 ) 针对水产养殖环境进行温度智能化研究，有利于更为精确、高效地了解养殖环境信息，便于养殖人员实时监控并作出调整，这一思想可用于 pH、电导率等其他关键参数专项研究开发，有一定的推广与参考价值。
参考文献 :
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[3] 张新荣，张宇林，周红标，等. 无线传感网技术在水产养殖环境参数监测中的应用[J].( 5 ) : 191 - 195 .
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《浅谈水产养殖温度调控系统智能化设计》