MSP430单片机气象参数的增氧控制器设计+电路图(2)

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4.3本章小结 26

5结论 27

参考文献 29

致谢 31

附录 32

1 绪论

1.1课题研究的意义

大多数时候，水池里的鱼所需要的氧气的含量通常在4~5mg/l每升左右[1]。满足这个条件时，鱼虾成长的非常快，投喂的食物不会造成浪费，有利于它们的长大。氧气的量达不到这个值时，鱼儿吃的食物会变少，发展会变得缓慢。尤其是当溶解氧的含量比2mg/l低的时候，这些鱼就会停止进食。如果溶解氧的含量低于1mg/l时，鱼就会浮出水面来提高摄氧量。最后，如果氧气的浓度低于成长所需的最低含量时，虾类就很可能因为缺氧而大面积生病[2]。反之，当溶氧含量比较高的时候，一般的鱼类不会受到太大的影响，可是当含氧量达到特别高的浓度时，不利于鱼类的生长，而且也会浪费资源。

到现在为止，在池塘里使用较为普遍的就是自动增氧机[3]。可是大多数情况下，还是人工来操作增氧机，耗费的人力物力太大。实验结果也不一定准确。通常的时候，当傍晚来临时，也是鱼塘最缺氧的时候。尤其是是天快要亮时，池塘里面的氧气下降的特别的快。一般的池塘运作，还是根据聘用的工人日日夜夜在增氧机旁边守候，观察增氧机的含量变化，要么就是观察附近的养鱼场是怎么运转的，工人为了工作常常需要熬夜，得不到充分的休息。这样单纯的依靠人工操作增氧机的方式非常的落后，是不可取的[4]。不但增加了人们的劳动力，而且无法达到精准的控制。如果池塘里氧气的浓度太低，会危害到鱼类的生存。为了降低工人的劳动量，我们迫切需要设计一种增氧机的总动控制系统。这种产品的研发迫在眉睫，需要我们共同的能力才能够实现[5]。

下面我们来探讨一下影响溶解氧的含量的因素有哪些。

首先，溶解氧的含量与水面的波动情况有关。通常情况下，如果水面的风比较大的时候，水中的含氧量要比无风的情况下的含氧量要高、

另外，溶解氧的含量还与水面的面积有关。相同条件下，面积越大，水里的氧气越多[6]。

开发并应用这种自动增氧控制机，有利于让养鱼人根据实际情况来时刻调整适用于鱼类生长的的氧含量，以达到利益最大化。

1.2增氧机的近况和发展趋势

1.2.1增氧机目前的状况

人为的操作增氧机不可避免的要消耗大量的人力、物力、财力，而且不能实时准确的控制水中的含氧量。为了改进增氧机面临的状况，外国的一些企业设计了一些可以运用于大面积养殖水域的自动控制增氧机。然而，这些自动增氧机的设计成本非常的高，因此售价水涨船高，不适合我国大面积引进[7]。所以自主研制出一种高性能的增氧机非常紧迫。现在国内市场上销售的增氧机普遍存在这样的问题。长时间使用之后，需要定期的清洗控制机中的滤网。否则，会大大的降低控制的精度。然而每次清洗都需要将控制器从水里打捞出来，并且拆卸清洗，带来了极大的不便。最近几年，研究人员着重于对池塘增氧控制器的改进，以实现远程控制，这在解决了距离的同时却进一步加大了研发的成本，不利于大面积的推广和使用。

现在在池塘生产方面有很多不同的增氧机喷涌而出，喷水式、叶轮式都有，样式非常的新颖。这几种确实比之前的增氧机进步的不少，然而还是有一定的缺点[8]。针对增氧机的劣势方面，人们开始探寻试图找到较好的增氧控制设计。为了改进增氧机的技术，可以从两个不同的方面实施创新，即控制算法和无线传感器的优化这两个方向。就增氧机本身而言，我们从中测出的结果必须经过后期的加工。传统的测量氧气浓度的方法一般都是根据自己的经验而来，缺乏准确度。大多数的设计中都包含了溶解氧传感器，使用它来测量确实提高了实验的准确性，但是它的售价太高了。但是，通常情况下，鱼类的成长并不需要特别苛刻的条件，我们只要让溶解氧的含量维持在一定的浓度就行[9]。就现在的发展来说，增氧机的改进还在缓慢的进行，需要一种新的方式来取代原来落后的测量。