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基于单片机控制智能增氧机的设计

一、选题简介、意义

随着人们的生活水平逐渐提高，水产品也成为人们饭桌上必不可少的菜品之一。目前水产养殖大部分是通过观察天气和水体的情况来决定是否进行打氧，但得到的信息并不十分准确，这样就会造成能源的浪费以及设备的损坏。本文的智能打氧机能够根据水体的氧气浓度自行给鱼塘进行打氧，这样就能使鱼塘的氧气浓度维持在最合适的氧气浓度范围内，给水产养殖提供了极大的方便，可以很大程度上减少水产养殖的成本，提高经济效益，也将人们从这件事中解放出来，具有很大应用前景。

二、课题综述（课题研究，主要研究的内容，要解决的问题，预期目标，研究步骤、方法与措施等）

    1、课题的主要研究内容 

以单片机为控制中心，利用氧气传感器检测水体氧气浓度，将得到的模拟信号转换成电信号，经单片机进行计算，根据水产养殖对水体含氧量的要求，决定是否进行打氧。

2.要解决的问题

如何设计智能打氧机的总体设计

如何将模拟信号转换成电信号

如何进行智能打氧

3.预期目标

通过单片机进行计算，根据设定好的氧气浓度上下限决定是否打氧。如果需要进行打氧，通过单片机控制智能打氧机对鱼塘进行打氧，直到水体氧气浓度达到标准。如果不需要进行打氧，断开单片机对智能打氧机的控制，让氧气传感器继续对水体氧气浓度的检测。

4.研究步骤

本课题的工作步骤分为四个阶段：

第一阶段：查阅相关文献，进行市场调研、收集相关资料、确定课题方案，并完成开题报告；

第二阶段：完成系统框架的构建，进行硬件设计以及软件设计；

第三阶段：在计算机上进行程序模拟运行；

第四阶段：整理并完善相关的技术资料，并完成毕业设计论文及答辩。

5.工作方法及措施

工作方法：本课题主要采用实验法。

措施：在查阅了相关资料并了解硬件设备的使用及其注意事项，基于在实验室进行的实验时所获得的实践经验，并在教师的指导下，以单片机为核心，设计开发出了液位检测装置与控制系统。

 

目录

摘 要 1

1 绪论 2

1.1 水产养殖的国内外现状 2

1.2 选题背景与意义 2

1.3 本项目主要研究内容 2

2 系统整体方案设计 4

2.1 水产养殖水体指标 4

2.2 水体溶氧量的影响因素 4

2.3 系统整体设计 5

2.4 硬件总体设计 6

2.5 软件总体设计 7

3 硬件设计 9

3.1 模拟通道设计 9

3.2 传感器的选型 9

3.3 仪表放大器的选型 9

3.4 单片机的选型 10

3.4.1 AT89C51单片机的简介 10

3.4.2 各个管脚的功能介绍 12

3.4.3 信号引脚的第二功能 13

3.4.4 单片机的复位电路 14

3.5  A/D转换器的选型 15

3.5.1 ADC0809芯片的组成 15

3.5.2 ADC0809芯片的引脚功能 16

3.6 液晶显示器的选型 19

3.6.1 LCD1602液晶显示器的简介与引脚连接 19

3.6.2 LCD1602液晶显示器的基本操作 21

3.7 独立式按键 22

3.8 电器控制电路以及报警电路 23

3.8.1 继电器控制电路 23

3.8.2 报警电路 24

4 软件设计 25

4.1 系统主程序设计 25

4.2 LCD程序设计 26

4.3 独立式按键程序 26

5 系统调试 28

5.1 硬件调试 28

5.2 软件调试 29

6 总结 30

致谢 31

参考文献 32

附 录 33

 

总结

本项目是参考水产养殖自动化程序上，进行设计和修改的，它是基于AT89C51单片机开发的系统。本系统由氧气传感器，单片机，电气控制电路组成。该项目使水产养殖能够自动化，让人们从中解放出来。

本项目根据氧气传感器检测出氧气浓度，通过单片机进行计算，对比设定好的氧气浓度上下限进行自动打氧。它能够使水产养殖的水体氧气浓度维持在最适合鱼类生长的范围内，能够全天候的检测和自主进行打氧，让水产养殖更加简便，让人从中解脱出来。

论文的第一章主要介绍了水产养殖的国内外现状，选题的背景和研究内容。第二章阐述了水体的各种指标，影响因素和本系统的总体设计方案。第三章主要介绍了本系统的硬件组成和相关参数。第四章主要是本系统的主程序和数据的读取和写入。第五章就是本系统的软硬件调试和基本的实用方法。

在设计的过程中，如何全天候检测氧气浓度和让增氧机能够自动进行打氧是开发这个系统的关键。本系统采用极谱式溶氧传感器能够全天候准确检测水体的氧气浓度并传输给单片机进行计算，能够给水体即时打氧。

本系统对大型水产养殖基地具有很好的利用价值，让他们能够水产养殖自动化，大大节省了人工成本，但对小型的水产养殖个体来说成本过大。本系统的元器件价格不算便宜，不能全面广泛的面向大众，还需要继续改进。

 

参考文献

[1] 单正娅/芮长颖，单片机应用技术（C语言版），西安：电子科技大学出版社，2014年10月

[2] 任正云，C语言程序设计，北京:中国水利出版社，2009

[3] 黄翠翠，MCS-51单片机原理及运用，北京：北京大学出版社，2013

[4] 姚盛军/张富强/王庆福，智能增氧机控制系统，2012

[5]王静霞 主编.单片机原理及应用技术（C语言版）[M]. 北京：电子工业出版社，2009

[6]陈建勇，MCS—51实用汇编子程序设计，哈尔滨:工业大学出版社，2006

[7]郭勇，余小平/高嵩等,电子系统综合设计.北京：北京大学出版社，2007