MSP430单片机气象参数的增氧控制器设计+电路图(3)

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1.2.2发展趋势

从之前的研究成果可以看出，各个公司和机构的开发人员都致力于改进增氧机的机械性能和控制精确性，以及其在水下的稳定性[10]。然而，他们对于现在的水产品养殖业的现代化改造却没有很好的理解。现代水产品养殖业的改造应该致力于如何更加合理并且高效的使用增氧机，并在使用过程中降低耗电量。本篇论文将把主要的关注点放在这些方面。

下面这幅图反映了近十年增氧控制器的市场规模和增长率的情况。我们发现，虽然增氧控制器的市场规模一直在稳定提升，但是自2009年以来，其增长率一直在下降，这越来越说明了人们越来越青睐于性能高而且性价比高的增氧控制器。

图1-1 增氧机的变化形势

最近这两年，池塘养殖的地方一直在扩充，产业类型也在转换。顺应这种变化的趋势，增氧控制器也进行了巨大的改革，要尽可能降低成本，提高测量的精度。如何高效的控制增氧机并且合理配置资源以获取最大的效益是我们长期需要关注的问题。

1.3设计的目标论文网

鱼塘生态系统相对于其他生态系统来说更加复杂，水生物的生长受到多种条件参数的限制，例如：水中溶解氧的浓度、水温、水中的微生物等等因素[11]。这些因素的变化会直接反应在水生物数量的变化。而这几个因素中，水中溶解氧浓度是最为重要的一点。所以养殖户才想利用增氧控制器来影响这一参数，根据人们想要的量而变化。从而提高鱼类或其他水产品的产量。

水池里氧气的含量对水池养殖产量的多少起着至关重要的作用，所以对增氧控制器的改善需要引起足够的重视。

本文以气压和温度作为主要的天气参数,研究出一种基于气象参数的增氧控制机器。该系统采用MSP430单片机作为下位机,下位机能够当作独立的模块来运转,对溶解氧进行自动控制,并利用单片机的串口通信功能实现了与上位机的通信。主要工作内容如下:

（1）系统总体设计。设计出课题的大体布局，搜索大量的资料找出影响水中氧气浓度的因素。按照系统不同的模块采取适当的芯片还有对上位机算法的编写掌握温度和大气压传感器的作原理及特性,建立这些传感器的温度特性模型,提出一种基于气象因子的增氧控制设计。

（2）实时控制算法的实现。养殖水体中的溶解氧浓度的变化是一个极其复杂的过程,在不同的环境下,被控系统的参数会发生变化,所以要直接测量出溶解氧的浓度很困难。利用数学上的线性回归法，建立关于溶解氧的函数关系相对来说比较容易，而且取得的效果也不错，数据也很准确[12]。

（3）系统的硬件设计。开始时，对本次设计的主要内容要有一个清晰的思路。然后再把每个模块的功能联系起来。这样设计出来的下位机才能实现可靠的功能，完成数据的输送[13]。包含了很多模块的内容，要采集水的温度还有大气的压强，有些电路还要把模拟量转化为数字量，还要送入时钟信号，这样每个时间段的含氧量都能够获得。

（4）系统的软件设计。硬件设计好以后，就是对软件的编写。编程语言有很多，经过多方面分析后，我选用C语音来编写程序。在构建流程图的过程时，要清楚每一步的作用和功能，每个模块要能够串联起来。

（5）结论与展望。通过本次设计研究出的结果，对未来可能的发展方向做一定的推测和合理性的假设。

2理论分析

2.1水中氧气浓度变化的原因

氧分子与水相融就叫做溶解氧[14]。水的温度、大气的压强、水里面的盐度和光照的强度都会影响水中溶解氧的多少。水里面的绿色植物的光合作用会产生氧气，大多数氧气都由光合作用产生，少部分来源于空气中的氧气。水塘里面的能量主要由光照提供。在一天中，绿色植物产生氧气的多少会不是一成不变的。如果天气的状况发生变化，也会影响气压的变化，进而影响池塘里氧气的多少。文献综述