基于tc35的魚塘增氧機(jī)gsm控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種基于TC35的魚塘增氧機(jī)GSM控制系統(tǒng)，其中，包括主控制器、通訊模塊、溶氧傳感器、水溫傳感器、氨氮傳感器、PH傳感器、注水機(jī)控制裝置和增氧機(jī)開關(guān)控制裝置，所述通信模塊、溶氧傳感器、水溫傳感器、氨氮傳感器、PH傳感器、注水機(jī)控制裝置、增氧機(jī)開關(guān)控制裝置和聲光報警裝置分別連接主控制器，所述通訊模塊為GSM短信模塊，所述主控制器與GSM短信模塊經(jīng)UART串口連接。本實(shí)用新型有效解決了現(xiàn)有技術(shù)中的問題，通可以實(shí)現(xiàn)水中溶氧含量的檢測和基于GSM的手機(jī)無線數(shù)據(jù)傳輸功能，滿足了養(yǎng)殖戶對魚塘環(huán)境參數(shù)實(shí)時監(jiān)測和控制。
【專利說明】基于TC35的魚塘增氧機(jī)GSM控制系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種魚塘增氧機(jī)控制系統(tǒng)，具體涉及一種基于TC35的魚塘增氧機(jī)GSM控制系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的養(yǎng)殖方式一般是根據(jù)觀察魚或蝦等浮頭情況來判斷水中是否缺氧，根據(jù)水中的混濁度來判斷水中的氨氮等多種成份的含量，根據(jù)經(jīng)驗來判斷水中的PH值及水溫，需要人工來開啟增氧設(shè)備。然而隨著人們生活水平的提高，養(yǎng)殖規(guī)模的不斷擴(kuò)大，水產(chǎn)品的需求量越來越大，水產(chǎn)養(yǎng)殖的用戶越來越多，規(guī)模也越來越大，種類也越來越豐富，這種傳統(tǒng)的養(yǎng)殖方式所出現(xiàn)的問題越來越多。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]有鑒于此，本實(shí)用新型的目的在于提供一種基于TC35的魚塘增氧機(jī)GSM控制系統(tǒng)，有效解決了現(xiàn)有技術(shù)中的問題，通可以實(shí)現(xiàn)水中溶氧含量的檢測和基于GSM的手機(jī)無線數(shù)據(jù)傳輸功能，滿足了養(yǎng)殖戶對魚塘環(huán)境參數(shù)實(shí)時監(jiān)測和控制。
[0004]本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案:
[0005]一種基于TC35的魚塘增氧機(jī)GSM控制系統(tǒng)，其中，包括主控制器、通訊模塊、溶氧傳感器、水溫傳感器、氨氮傳感器、PH傳感器、注水機(jī)控制裝置、增氧機(jī)開關(guān)控制裝置和聲光報警裝置，所述通訊模塊、溶氧傳感器、水溫傳感器、氨氮傳感器、PH傳感器、注水機(jī)控制裝置、增氧機(jī)開關(guān)控制裝置和聲光報警裝置分別連接主控制器，所述通訊模塊為GSM短信模塊，所述主控制器與GSM短信模塊經(jīng)UART串口連接。
[0006]作為優(yōu)選，所述主控制器采用C8051R)20單片機(jī)。
[0007]作為優(yōu)選，所述GSM短信模塊采用TC35芯片。
[0008]作為優(yōu)選，所述主控制器經(jīng)UART串口與上位機(jī)連接。
[0009]作為優(yōu)選，所述溶氧傳感器為PC802型溶氧傳感器。
[0010]作為優(yōu)選，所述PH傳感器為PC350型PH傳感器。
[0011]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0012]本產(chǎn)品可連續(xù)監(jiān)測池塘的溶解氧和水溫等環(huán)境參數(shù)，當(dāng)溶解氧低于下限時、溶解氧高于上限時或當(dāng)午間高溶氧時能通過GSM短信模塊TC35上安裝的SM手機(jī)卡給用戶發(fā)送短消息提示，用戶可以通過GSM短信控制增氧機(jī)的開啟和關(guān)閉。用戶隨時隨地都可以發(fā)送手機(jī)短消息查看魚塘中各種環(huán)境參數(shù)(如溶解氧濃度、水溫、氨氮含量和PH值等)的采樣數(shù)據(jù)信息，并可以發(fā)送手機(jī)短消息控制注水或增氧機(jī)裝置。
[0013]本產(chǎn)品可以通過連接上位機(jī)PC，把PC機(jī)接入互聯(lián)網(wǎng)，它實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)的接收、存儲、顯示、數(shù)據(jù)請求以及曲線顯示、報表打印輸出等信息管理工作和進(jìn)行特殊情況的監(jiān)控中心預(yù)警以及通過客戶端軟件方便地訪問實(shí)時和歷史數(shù)據(jù)。
[0014]溶氧傳感器測量范圍0-20.0mg/L，報警及發(fā)短信的極限值為4.5 mg/L (養(yǎng)殖魚類正常生長發(fā)育所需要的溶氧量一般在4-5毫克/升以上，此時魚類攝食好，生長快，餌料利用率高；溶氧過高一般無危害，但有時容易導(dǎo)致氣泡?。划?dāng)溶氧低于4-5毫克/升時，魚類的攝食與生長將受到一定的影響；當(dāng)溶氧低于2毫克/升左右時，魚類基本停止攝食；當(dāng)溶氧降至I毫克/升左右時就會浮頭；當(dāng)溶氧進(jìn)一步降至0.5毫克/升時即可窒息死亡。不同的魚類對氧的適應(yīng)量有所不同)。當(dāng)溶氧量低于4.5 mg/L時，該系統(tǒng)會及時通知用戶開啟增氧機(jī)；當(dāng)溶氧量高于5.5 mg/L時，該系統(tǒng)會通知用戶關(guān)閉增氧機(jī)。用戶通過手機(jī)發(fā)送短消息到產(chǎn)品的無線通信GSM短信模塊TC35，可以實(shí)時查實(shí)時查詢魚塘中各種環(huán)境參數(shù)；并可以根據(jù)查詢的結(jié)果發(fā)送短信控制指令進(jìn)行相應(yīng)裝置。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖；
[0016]圖2是本實(shí)用新型溶氧傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖3是本實(shí)用新型極化電壓電路原理圖；
[0018]圖4是本實(shí)用新型第一極放大器電路原理圖；
[0019]圖5是本實(shí)用新型第二極放大器電路原理圖。

【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖和實(shí)例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述:
[0021]如圖1所示，本實(shí)用新型包括主控制器、通訊模塊、溶氧傳感器、水溫傳感器、氨氮傳感器、PH傳感器、注水機(jī)控制裝置、增氧機(jī)開關(guān)控制裝置和聲光報警裝置，通訊模塊、溶氧傳感器、水溫傳感器、氨氮傳感器、PH傳感器、注水機(jī)控制裝置、增氧機(jī)開關(guān)控制裝置和聲光報警裝置分別連接主控制器。主控制器采用C8051R)20核心板，系統(tǒng)的輸入部分有PC802型溶氧傳感器、WDG1371型的水溫傳感器、PC350型PH傳感器和氨氮傳感器等四路信號。系統(tǒng)輸出部分包括檢測信號超限聲光報警裝置，增氧機(jī)開關(guān)控制和注水機(jī)(水泵)開關(guān)控制等聯(lián)動裝置，單片機(jī)的UARTO 口外接GSM短信模塊TC35，此外，單片機(jī)系統(tǒng)還通過UARTl與上位機(jī)PC相連接，PC機(jī)上安裝有數(shù)據(jù)采集軟件和數(shù)據(jù)庫、并提供相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)查詢服務(wù)。
[0022]GSM短信模塊采用TC35，TC35是Siemens公司推出的新一代無線通信GSM模塊，可以快速安全可靠地實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)方案中的數(shù)據(jù)、語音傳輸、短消息服務(wù)(Short MessageService)和傳真。模塊的工作電壓為3.3 一5.5V，可以工作在900MHz和1800MHz兩個頻段，所在頻段功耗分別為2W (900M)和Iff (1800M)。
[0023]如圖2所示，溶氧傳感器包括陽極1、塑料管2、電解液3、壓帽4、聚四氟乙烯膜5、陰極6和氣體滲透膜7，溶氧傳感器由金陰極和銀陽極構(gòu)成，電極浸在溶氧傳感器內(nèi)的電解液3中，由氣體滲透膜7和電解液3薄層將電極與所測介質(zhì)分開，并允許溶解氧透過。當(dāng)對電極施加直流極化電壓時，氧在陰極6上發(fā)生氧化-還原反應(yīng)產(chǎn)生擴(kuò)散電流。擴(kuò)散電流的大小與水中溶解氧的濃度成正比。
[0024]如圖3所示，當(dāng)給電極加上一個0.6V—0.8V的極化電壓，在特定的溫度下，陽極的輸出電流和溶液中的氧分壓成正比。當(dāng)對傳感器兩電極施加穩(wěn)定極化電壓時，水中溶解氧透過薄膜，產(chǎn)生穩(wěn)定的擴(kuò)散電流。當(dāng)一個5V的電壓經(jīng)過一個2.5V的電壓基準(zhǔn)，然后加到一個和固定電阻串聯(lián)的電位器一端，調(diào)節(jié)電位器就可以得到一個電壓輸出，然后通過一個電壓跟隨器加到溶氧傳感器電極的兩端。
[0025]如圖4和圖5所示，系統(tǒng)采用兩級放大、濾波。第一級采用了高阻放大器，來耦合內(nèi)阻比較大的氧電極。根據(jù)溶解氧的濃度高低，變換不同的放大倍數(shù)，實(shí)現(xiàn)寬范圍的線性放大。溶氧傳感器輸出的是電流信號，把電流信號轉(zhuǎn)化為電壓信號并且進(jìn)行放大，適合A /D轉(zhuǎn)換的要求。電路如圖5所示，溶氧傳感器輸出的信號(μ A級)首先經(jīng)過雙運(yùn)算放大器TLC272的第一級反向放大，放大倍數(shù)為106。然后經(jīng)過低功耗運(yùn)算放大器TLC271的第二級反向放大，放大倍數(shù)為20。為了克服放大器的零點(diǎn)漂移，在第二級放大器之前加負(fù)電壓，可以保證最終的輸出電壓大于零。溶氧電極的輸出電流信號大小在O — 10nA之間，經(jīng)過放大、濾波系統(tǒng)以后得到信號采集電路的輸出信號在0.625V—2.625V之間。對應(yīng)溶解氧的濃度，傳感器輸出PA級電流轉(zhuǎn)換為μ V級輸出電壓，經(jīng)低噪聲帶通濾波放大后，進(jìn)入系統(tǒng)滿量程的輸出電壓為0.83V—3.12V，供單片機(jī)處理。
[0026]C8051F020單片機(jī)的ADCO子系統(tǒng)共有9通道ΑΙΝΟ.0-ΑΙΝ0.8，可以采集8路的外部模擬量輸入，本產(chǎn)品將其中的ΑΙΝ0.1、ΑΙΝΟ.2、ΑΙΝΟ.3通道配置為模擬輸入，并分別連接溶氧傳感器、MWDG1371型的水溫傳感器、PC350型PH傳感器和HW-NH-3氨氮傳感器傳感器的模擬量輸出引腳，在編程中采用C8051R)20單片機(jī)內(nèi)部定時器3的溢出來啟動每個通道的定時A/D連續(xù)轉(zhuǎn)換，并在定時器3的中斷中對采樣的通道進(jìn)行切換。
[0027]本系統(tǒng)通過水質(zhì)參數(shù)采集節(jié)點(diǎn)實(shí)時采集PH值、水溫、水位、溶氧量等水質(zhì)參數(shù)，核心控制主板通過串口送入UARTl傳入網(wǎng)絡(luò)或者存儲在數(shù)據(jù)庫內(nèi)以供查詢。系統(tǒng)將對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計、分析、入庫，如發(fā)現(xiàn)水質(zhì)參數(shù)超出了合適的參數(shù)指標(biāo)，則通過GSM向用戶發(fā)出警告，用戶也可以可通過手機(jī)、PC、平板電腦或PDA等方式登錄瀏覽器，查看實(shí)時的水質(zhì)信息，確認(rèn)是否發(fā)送控制信息，如果確認(rèn)則瀏覽器向服務(wù)器發(fā)送請求，由服務(wù)器或GSM下發(fā)指令到水質(zhì)參數(shù)調(diào)節(jié)節(jié)點(diǎn)。
[0028]最后說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非限制，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對本實(shí)用新型的技術(shù)方案所做的其他修改或者等同替換，只要不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的精神和范圍，均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【權(quán)利要求】
1.一種基于TC35的魚塘增氧機(jī)GSM控制系統(tǒng)，其特征在于:包括主控制器、通訊模塊、溶氧傳感器、水溫傳感器、氨氮傳感器、PH傳感器、注水機(jī)控制裝置、增氧機(jī)開關(guān)控制裝置和聲光報警裝置，所述通訊模塊、溶氧傳感器、水溫傳感器、氨氮傳感器、PH傳感器、注水機(jī)控制裝置、增氧機(jī)開關(guān)控制裝置和聲光報警裝置分別連接主控制器，所述通訊模塊為GSM短信模塊，所述主控制器與GSM短信模塊經(jīng)UART串口連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于TC35的魚塘增氧機(jī)GSM控制系統(tǒng)，其特征在于:所述主控制器采用C8051R)20單片機(jī)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于TC35的魚塘增氧機(jī)GSM控制系統(tǒng)，其特征在于:所述GSM短信模塊采用TC35芯片。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于TC35的魚塘增氧機(jī)GSM控制系統(tǒng)，其特征在于:所述主控制器經(jīng)UART串口與上位機(jī)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于TC35的魚塘增氧機(jī)GSM控制系統(tǒng)，其特征在于:所述溶氧傳感器為PC802型溶氧傳感器。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于TC35的魚塘增氧機(jī)GSM控制系統(tǒng)，其特征在于:所述PH傳感器為PC350型PH傳感器。
【文檔編號】G05D27/02GK204102004SQ201420021160
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年1月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月14日
【發(fā)明者】胡慧敏, 王玉慶, 宋艷, 仉立文, 萬金梁, 趙靜玉 申請人:河南財經(jīng)政法大學(xué)