CN204102004U - 基于tc35的鱼塘增氧机gsm控制系统 - Google Patents
基于tc35的鱼塘增氧机gsm控制系统 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种基于TC35的鱼塘增氧机GSM控制系统，其中，包括主控制器、通讯模块、溶氧传感器、水温传感器、氨氮传感器、PH传感器、注水机控制装置和增氧机开关控制装置，所述通信模块、溶氧传感器、水温传感器、氨氮传感器、PH传感器、注水机控制装置、增氧机开关控制装置和声光报警装置分别连接主控制器，所述通讯模块为GSM短信模块，所述主控制器与GSM短信模块经UART串口连接。本实用新型有效解决了现有技术中的问题，通可以实现水中溶氧含量的检测和基于GSM的手机无线数据传输功能，满足了养殖户对鱼塘环境参数实时监测和控制。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种鱼塘增氧机控制系统，具体涉及一种基于TC35的鱼塘增氧机GSM控制系统。
背景技术
传统的养殖方式一般是根据观察鱼或虾等浮头情况来判断水中是否缺氧，根据水中的混浊度来判断水中的氨氮等多种成份的含量，根据经验来判断水中的PH值及水温，需要人工来开启增氧设备。然而随着人们生活水平的提高，养殖规模的不断扩大，水产品的需求量越来越大，水产养殖的用户越来越多，规模也越来越大，种类也越来越丰富，这种传统的养殖方式所出现的问题越来越多。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种基于TC35的鱼塘增氧机GSM控制系统，有效解决了现有技术中的问题，通可以实现水中溶氧含量的检测和基于GSM的手机无线数据传输功能，满足了养殖户对鱼塘环境参数实时监测和控制。
本实用新型采用以下技术方案：
一种基于TC35的鱼塘增氧机GSM控制系统，其中，包括主控制器、通讯模块、溶氧传感器、水温传感器、氨氮传感器、PH传感器、注水机控制装置、增氧机开关控制装置和声光报警装置，所述通讯模块、溶氧传感器、水温传感器、氨氮传感器、PH传感器、注水机控制装置、增氧机开关控制装置和声光报警装置分别连接主控制器，所述通讯模块为GSM短信模块，所述主控制器与GSM短信模块经UART串口连接。
作为优选，所述主控制器采用C8051F020单片机。
作为优选，所述GSM短信模块采用TC35芯片。
作为优选，所述主控制器经UART串口与上位机连接。
作为优选，所述溶氧传感器为PC802型溶氧传感器。
作为优选，所述PH传感器为PC350型PH传感器。
本实用新型的有益效果是：
本产品可连续监测池塘的溶解氧和水温等环境参数，当溶解氧低于下限时、溶解氧高于上限时或当午间高溶氧时能通过GSM短信模块TC35上安装的SIM手机卡给用户发送短消息提示，用户可以通过GSM短信控制增氧机的开启和关闭。用户随时随地都可以发送手机短消息查看鱼塘中各种环境参数（如溶解氧浓度、水温、氨氮含量和PH值等）的采样数据信息，并可以发送手机短消息控制注水或增氧机装置。
本产品可以通过连接上位机PC，把PC机接入互联网，它实现对数据的接收、存储、显示、数据请求以及曲线显示、报表打印输出等信息管理工作和进行特殊情况的监控中心预警以及通过客户端软件方便地访问实时和历史数据。
溶氧传感器测量范围0-20.0mg/L，报警及发短信的极限值为4.5 mg/L（养殖鱼类正常生长发育所需要的溶氧量一般在4-5毫克/升以上，此时鱼类摄食好，生长快，饵料利用率高；溶氧过高一般无危害，但有时容易导致气泡病；当溶氧低于4-5毫克/升时，鱼类的摄食与生长将受到一定的影响；当溶氧低于2毫克/升左右时，鱼类基本停止摄食；当溶氧降至1毫克/升左右时就会浮头；当溶氧进一步降至0.5毫克/升时即可窒息死亡。不同的鱼类对氧的适应量有所不同）。当溶氧量低于4.5 mg/L时，该系统会及时通知用户开启增氧机；当溶氧量高于5.5 mg/L时，该系统会通知用户关闭增氧机。用户通过手机发送短消息到产品的无线通信GSM短信模块TC35，可以实时查实时查询鱼塘中各种环境参数；并可以根据查询的结果发送短信控制指令进行相应装置。
附图说明
图1是本实用新型的结构框图；
图2是本实用新型溶氧传感器的结构示意图；
图3是本实用新型极化电压电路原理图；
图4是本实用新型第一极放大器电路原理图；
图5是本实用新型第二极放大器电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图和实例对本实用新型作进一步描述：
如图1所示，本实用新型包括主控制器、通讯模块、溶氧传感器、水温传感器、氨氮传感器、PH传感器、注水机控制装置、增氧机开关控制装置和声光报警装置，通讯模块、溶氧传感器、水温传感器、氨氮传感器、PH传感器、注水机控制装置、增氧机开关控制装置和声光报警装置分别连接主控制器。主控制器采用C8051F020核心板，系统的输入部分有PC802型溶氧传感器、WDG1371型的水温传感器、PC350型PH传感器和氨氮传感器等四路信号。系统输出部分包括检测信号超限声光报警装置，增氧机开关控制和注水机（水泵）开关控制等联动装置，单片机的UART0口外接GSM短信模块TC35，此外，单片机系统还通过UART1与上位机PC相连接，PC机上安装有数据采集软件和数据库、并提供相应的网络查询服务。
GSM短信模块采用TC35，TC35是Siemens公司推出的新一代无线通信GSM模块，可以快速安全可靠地实现系统方案中的数据、语音传输、短消息服务(Short Message Service)和传真。模块的工作电压为3.3 —5.5V，可以工作在900MHz和1800MHz两个频段，所在频段功耗分别为2W（900M）和1W（1800M）。
如图2所示，溶氧传感器包括阳极1、塑料管2、电解液3、压帽4、聚四氟乙烯膜5、阴极6和气体渗透膜7，溶氧传感器由金阴极和银阳极构成，电极浸在溶氧传感器内的电解液3中，由气体渗透膜7和电解液3薄层将电极与所测介质分开，并允许溶解氧透过。当对电极施加直流极化电压时，氧在阴极6上发生氧化-还原反应产生扩散电流。扩散电流的大小与水中溶解氧的浓度成正比。
如图3所示，当给电极加上一个0.6V—O.8V的极化电压，在特定的温度下，阳极的输出电流和溶液中的氧分压成正比。当对传感器两电极施加稳定极化电压时,水中溶解氧透过薄膜,产生稳定的扩散电流。当一个5V的电压经过一个2.5V的电压基准，然后加到一个和固定电阻串联的电位器一端，调节电位器就可以得到一个电压输出，然后通过一个电压跟随器加到溶氧传感器电极的两端。
如图4和图5所示，系统采用两级放大、滤波。第一级采用了高阻放大器，来耦合内阻比较大的氧电极。根据溶解氧的浓度高低，变换不同的放大倍数，实现宽范围的线性放大。溶氧传感器输出的是电流信号，把电流信号转化为电压信号并且进行放大，适合A／D转换的要求。电路如图5所示，溶氧传感器输出的信号（μA级）首先经过双运算放大器TLC272的第一级反向放大，放大倍数为106。然后经过低功耗运算放大器TLC271的第二级反向放大，放大倍数为20。为了克服放大器的零点漂移，在第二级放大器之前加负电压，可以保证最终的输出电压大于零。溶氧电极的输出电流信号大小在0—100nA之间，经过放大、滤波系统以后得到信号采集电路的输出信号在0.625V—2.625V之间。对应溶解氧的浓度,传感器输出μA级电流转换为μV级输出电压，经低噪声带通滤波放大后，进入系统满量程的输出电压为0.83V—3.12V，供单片机处理。
C8051F020单片机的ADC0子系统共有9通道AIN0.0-AIN0.8，可以采集8路的外部模拟量输入，本产品将其中的AIN0.1、AIN0.2、AIN0.3通道配置为模拟输入，并分别连接溶氧传感器、MWDG1371型的水温传感器、PC350型PH传感器和HW-NH-3氨氮传感器传感器的模拟量输出引脚，在编程中采用C8051F020单片机内部定时器3的溢出来启动每个通道的定时A/D连续转换，并在定时器3的中断中对采样的通道进行切换。
本系统通过水质参数采集节点实时采集PH值、水温、水位、溶氧量等水质参数，核心控制主板通过串口送入UART1传入网络或者存储在数据库内以供查询。系统将对数据进行统计、分析、入库，如发现水质参数超出了合适的参数指标，则通过GSM向用户发出警告，用户也可以可通过手机、PC、平板电脑或PDA等方式登录浏览器，查看实时的水质信息，确认是否发送控制信息，如果确认则浏览器向服务器发送请求，由服务器或GSM下发指令到水质参数调节节点。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
Claims (6)
1.一种基于TC35的鱼塘增氧机GSM控制系统，其特征在于：包括主控制器、通讯模块、溶氧传感器、水温传感器、氨氮传感器、PH传感器、注水机控制装置、增氧机开关控制装置和声光报警装置，所述通讯模块、溶氧传感器、水温传感器、氨氮传感器、PH传感器、注水机控制装置、增氧机开关控制装置和声光报警装置分别连接主控制器，所述通讯模块为GSM短信模块，所述主控制器与GSM短信模块经UART串口连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于TC35的鱼塘增氧机GSM控制系统，其特征在于：所述主控制器采用C8051F020单片机。
3.根据权利要求1或2所述的一种基于TC35的鱼塘增氧机GSM控制系统，其特征在于：所述GSM短信模块采用TC35芯片。
4.根据权利要求3所述的一种基于TC35的鱼塘增氧机GSM控制系统，其特征在于：所述主控制器经UART串口与上位机连接。
5.根据权利要求4所述的一种基于TC35的鱼塘增氧机GSM控制系统，其特征在于：所述溶氧传感器为PC802型溶氧传感器。
6.根据权利要求5所述的一种基于TC35的鱼塘增氧机GSM控制系统，其特征在于：所述PH传感器为PC350型PH传感器。
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