智能增氧控制器的設(shè)計(jì)畢業(yè)論文(存儲版)

　　

【正文】 功能模塊，然而為了實(shí)現(xiàn)各種功能，將這些功能整合起來，適用于各種設(shè)計(jì)的要求，這就需要外部程序?qū)懭雴纹瑱C(jī)的存儲器中。在本設(shè)計(jì)中，顯然串行存儲器比較適合。首先介紹設(shè)計(jì)中應(yīng)用比較多的I2C接口協(xié)會使用方法與數(shù)據(jù)傳輸格式，然后介紹了系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)框圖，簡述了系統(tǒng)的整體工作流程以及各個模塊與單片機(jī)之間的電路連接圖。系統(tǒng)操作流程為硬件軟件初始化，采集數(shù)據(jù)、將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號顯示出來、I2C、定時器、時鐘電路實(shí)時顯示測量時間、對處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲。當(dāng)所有設(shè)定完成之后，退出菜單選擇，回到主界面。如圖43所示，大氣壓傳感器模塊流程圖，由于該傳感器不是數(shù)字式的，需要對得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換才可以進(jìn)行數(shù)據(jù)的存儲。本設(shè)計(jì)的顯示界面是由LCD液晶顯示芯片和7個按鍵組成，啟動電源后，進(jìn)入在默認(rèn)界面，顯示此時此刻水的溫度、大氣壓強(qiáng)、溶氧量和時間。如果計(jì)算所得值大于已設(shè)好的上限標(biāo)準(zhǔn)值，增氧機(jī)被停止運(yùn)行，如果計(jì)算所得值小于已設(shè)好的下限標(biāo)準(zhǔn)值，增氧機(jī)開始啟動。每次當(dāng)我遇到問題不能夠解決的時候，都是丁老師用他淵博的知識不厭其煩的為我解讀。參考文獻(xiàn)[1]周宏偉，[P]. 中國專利:A01K63/04,.[2]李君略，俞龍，王衛(wèi)星等. 基于單片機(jī)的魚用投餌機(jī)自動控制系統(tǒng)[J]. 農(nóng)機(jī)化研究 2006,02:166168.[3][J].古今農(nóng)業(yè)，機(jī)械工業(yè)出版社. 1991,03:9094.[4]陳明娟. 引進(jìn)增氧控制器 降低水產(chǎn)養(yǎng)殖風(fēng)險(xiǎn)引進(jìn)[J]. 漁業(yè)致富指南 2013,06:3233.[5]郭程，劉云飛，李學(xué)亮，[J]. 微電子 與計(jì)算機(jī) 2012,05:185188.[6]房燕，韓世成，蔣樹義等. 工廠化水產(chǎn)養(yǎng)殖中的增氧技術(shù)[J]. 水產(chǎn)學(xué)雜志 2012,02:5661.[7]楊友平，翁慧輝，鄒友志. 基于無線發(fā)射接收組件的魚塘增氧機(jī)自動控制系統(tǒng)[J]. 農(nóng)機(jī)化研究 2007,02:109111.[8]李碩果. 增氧機(jī)自動控制系統(tǒng)的研發(fā)進(jìn)展[J]. 中國農(nóng)機(jī)化 2012,01:9799+103.[9]唐紅. 光電耦合器及其應(yīng)用[J]. 貴陽學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版） 2016,04:710.[10]劉海陸. 基于GSM的魚塘增氧泵的遠(yuǎn)程控制研究[D]. 浙江. .[11] 望超，黃翠翠，劉美中. 基于MSP430F149單片機(jī)的最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)及其應(yīng)[J]. 現(xiàn)代物業(yè)(上旬刊),2012,01:2830.[12] Effects of Rhizosphere Dissolved Oxygen Content and Nitrogen Form on Root Traits and Nitrogen Accumulation in Rice[J]. Rice Science,2011,04:304310.[13] Influence of dissolved oxygen content on oxidative stability of linked polymer solution[J]. Petroleum Science,2009,04:421425.[14] 韓世成，曹廣斌，陳中祥. 增氧測控裝置的設(shè)計(jì)與研究[J]. 黑龍江水產(chǎn), 2009（5）3335+36.[15] 向太吉，姚亞紅，張平錄. 池塘溶解氧與自動增氧控制器的使用[J]. 實(shí)用技術(shù),2011(18):33[16] 孫園園，劉昌華. 自動化增氧機(jī)控制算法與控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 農(nóng)機(jī)化研究,2013,02:6568[17] 崔健. 魚塘自動增氧系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J]. 漁業(yè)機(jī)械儀器, , 21(112):3334. [18] Yutaja Amaoa and Ichiro Okura. Optical oxygen sensor devices using metalloporphyrins[J]. Porphyrins phthalocyanines.[19] Watten, Boyd, phase axial dispersion in a packed absorber[J]. Aquacult Eng,8:421434.[20] 呂彩霞. JTAG的設(shè)計(jì)與研究[D]. 北京：北京交通大學(xué)電子信息工程學(xué)院 2006.[21] 趙麗，肖俊武，李月香. 基于FPGA的LCM控制模塊設(shè)計(jì)[J]. 山西電子技術(shù)2016,04:4951[22] 吳保鋒. 基于氣象參數(shù)的增氧控制器設(shè)計(jì)[D]. 江蘇:江蘇師范大學(xué)電氣學(xué)院,2015致謝畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)四年的最后一次實(shí)踐性設(shè)計(jì)，可以說這是對我們四年所學(xué)知識的一次考察和總結(jié)，在設(shè)計(jì)的過程中遇到了很多的問題，看見了自己在很多方面的不足。在這兩個多月的設(shè)計(jì)過程中遇到了很多的問題，同時也發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，但是經(jīng)過不斷的努力，最終完成了本設(shè)計(jì)。在處理完所有的數(shù)據(jù)之后，將處理后的數(shù)據(jù)帶入公式（41）計(jì)算得出所需要的結(jié)果；然后將上式求得的溶解氧濃度保存在存儲器當(dāng)中。如圖42所示，PCF8563的兩種模式。這四個選項(xiàng)，然后使用按鈕中的上、下、左、右對需要選擇的功能進(jìn)行設(shè)定，進(jìn)入一個功能后，按下確認(rèn)按鈕，系統(tǒng)便會對此進(jìn)行處理。綜上所述，本設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)部分采用C語言。接口電路如圖314所示，廣泛應(yīng)用在一些低功耗系統(tǒng)中。如果應(yīng)用在一個大的系統(tǒng)中，單片機(jī)內(nèi)部自帶的存儲空間并不能滿足存儲要求，這是就必須使用外存儲器，而外部尋址總線大多數(shù)是并行，因此會采用并行存儲器。當(dāng)單片機(jī)發(fā)出啟動增壓泵的信號時，信號進(jìn)入光電耦合器輸入，此時低電平導(dǎo)通，繼電器在外接電源的作用下驅(qū)動線圈，此時增氧泵打開。控制電路圖310所示。本設(shè)計(jì)需要顯示出漢字，因此采用12864大小的顯示，能夠使內(nèi)容直觀的顯示，RT12864M可以顯示4行，每行最多8個漢字，完全滿足本設(shè)計(jì)中顯示界面的要求。圖37 溫度測量電路因?yàn)閱纹瑱C(jī)MSP430F149內(nèi)部帶有I2C（I2C總線是一個雙向的兩線連續(xù)總線，提供集成電路之間的通信線路）功能，、讀出數(shù)據(jù)。當(dāng)需要測試的時候，芯片就會被斷開，通過這些周圍的移位寄存器單元，便可以觀察芯片的工作情況[20]。如果外部低頻和高頻晶體振蕩器發(fā)生故障，內(nèi)部數(shù)字式控制振蕩器會在6us內(nèi)運(yùn)行，這樣便可以保證整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性。而在一個單片機(jī)系統(tǒng)中也有好多信號被發(fā)出，如何處理這些信號，那么多的信號如何能有秩序的被處理，做到有條不亂在其中扮演重要角色的便是時鐘電路。考慮到復(fù)位電路的重要性，本設(shè)計(jì)采用手動按鈕復(fù)位的方式。在本設(shè)計(jì)中的報(bào)警電路用到4個LED，它們分別代表電源、自動控制、定時、報(bào)警。數(shù)據(jù)傳輸時，每個字節(jié)必須為8位，先傳送高位（MSB），每個被傳送的字節(jié)后面必須跟隨1位應(yīng)答信號。I2C總線由兩部分構(gòu)成：串行時鐘線SCL和串行數(shù)據(jù)線SDA，既可以發(fā)送數(shù)據(jù)，也可以接收數(shù)據(jù)。本設(shè)計(jì)采用HK4100F型繼電器，其工作電壓為5V。比如說，前面一個電路元件傳輸?shù)氖歉哳l的信號，而與其連接的元件只可以傳輸?shù)皖l信號，這個時候光電耦合器便啟到了關(guān)鍵作用，它通過把高頻信號轉(zhuǎn)為光信號，又把光信號轉(zhuǎn)為低頻信號傳輸下去。2℃； －55℃～125℃，精度177。這么多的模塊非常適合本設(shè)計(jì)。DOf（溶解氧） 和大氣壓強(qiáng)及水溫度的數(shù)學(xué)表達(dá)式如下[22].： （21） 設(shè)計(jì)系統(tǒng)的功能描述本設(shè)計(jì)是一種智能化的增氧控制器，為了實(shí)現(xiàn)自動化的控制，它根據(jù)采集來的數(shù)據(jù)間接測得水中的溶氧量并根據(jù)此數(shù)據(jù)自動控制增氧機(jī)。將散點(diǎn)圖的各點(diǎn)連起來我們可以得到一個大概的走勢圖。正常情況下，液體的溶解度是與溫度成正比的，然而氧氣在水中的溶解度卻與之相反，它的溶解度是隨著溫度的降低而升高的。然而設(shè)計(jì)中如果考慮所有因素進(jìn)行溶氧量的測定，必然會過于繁瑣。這種遠(yuǎn)程集自動控制系統(tǒng)不僅實(shí)現(xiàn)了實(shí)時檢測和控制，而且可以在控制室同時監(jiān)控多出的魚塘，可以適應(yīng)大規(guī)模的漁業(yè)養(yǎng)殖。 多因素集成測定自動控制系統(tǒng)越來越多的事例表明了單傳感器自動控制系統(tǒng)的局限性，水體溫度或溶氧量單一參數(shù)并不夠真實(shí)反應(yīng)魚類在水中的生存環(huán)境。黃海晏所設(shè)計(jì)的魚塘增氧機(jī)自動開關(guān)裝置就是利用溫度傳感器對魚塘中的溫度參數(shù)的采集來代替溶氧量。