CN208421661U - 具有物联功能水产养殖控制系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种具有物联功能水产养殖控制系统,特点是包括单片机控制核心、操作按键、一个以上增氧机的控制开关、一个以上增氧机的漏电保护反馈接口、一个以上增氧机的过流、缺相反馈接口、状态指示灯、12864信息显示模块、水温传感器、盐度传感器、溶解氧传感器、酸碱度传感器、亚硝酸盐传感器、Gsm物联模块、RS485转换芯片及电源模块;每个控制开关与单片机控制核心及对应的漏电保护反馈接口电连接用于控制各自对应的增氧机,12864信息显示模块与单片机控制核心电连接用于显示系统的各种数据,Gsm物联模块与单片机控制核心电连接用于互相通讯。其具人用户可在本地手动控制增氧泵的启停,设置增氧泵按照时间表自动运行,控制器通过接触器控制增氧泵电机的启停等优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及电子信息技术及计算机技术领域,尤其涉及电子设计与通讯的一种具有物联功能水产养殖控制系统。
背景技术
物联网是新一代信息技术的重要组成部分,也是“信息化”时代的重要发展阶段。其英文名称是:“Internet of things(IoT)”。顾名思义,物联网就是物物相连的互联网。这有两层意思:其一,物联网的核心和基础仍然是互联网,是在互联网基础上的延伸和扩展的网络;其二,其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间,进行信息交换和通信,也就是物物相息。物联网通过智能感知、识别技术与普适计算等通信感知技术,广泛应用于网络的融合中,也因此被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。物联网是互联网的应用拓展,与其说物联网是网络,不如说物联网是业务和应用。因此,应用创新是物联网发展的核心,以用户体验为核心的创新2.0是物联网发展的灵魂。
物联网的催生出很多新的产品,也让许多老产品与网络交织,赋予了它们新的生命。农业、养殖业将是新技术浪潮下显著的受益者。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种将物联网与水产养殖结合起来的具有物联功能水产养殖控制系统。
为了达到上述目的,本实用新型是这样实现的,其是一种具有物联功能水产养殖控制系统,其特征在于包括单片机控制核心、操作按键、一个以上增氧泵的控制开关、一个以上增氧泵的漏电保护反馈接口、一个以上增氧泵的过流、缺相反馈接口、状态指示灯、12864信息显示模块、水温传感器、盐度传感器、溶解氧传感器、酸碱度传感器、亚硝酸盐传感器、Gsm物联模块、RS485转换芯片及电源模块;其中,所述电源模块为整个系统提供+24V、+5V、+3.3V电压;所述操作按键、过流、缺相反馈接口及水温传感器分别与单片机控制核心电连接将各自的信号分别输入到单片机控制核心,所述盐度传感器、溶解氧传感器、酸碱度传感器及亚硝酸盐传感器分别与RS485转换芯片电连接,所述RS485转换芯片将接收的信号转换并输入至单片机控制核心;每个控制开关与单片机控制核心及对应的漏电保护反馈接口电连接用于控制各自对应的增氧泵,所述状态指示灯与单片机控制核心电连接用于指示系统工作状态,所述12864信息显示模块与单片机控制核心电连接用于显示系统的各种数据,所述Gsm物联模块与单片机控制核心电连接用于互相通讯。
在本技术方案中,所述操作按键通过单片机控制核心的软件检测与定义后,结合状态指示灯及12864信息显示模块具有功能描述如下:
增氧泵可以实现自动/手动控制,手动控制能随时改变一台以上增氧泵的运行状态,自动控制下能按照预设时间控制电机的启停;
参数显示:包括时间、手动/自动状态、增氧泵启停状态、水温参数、盐度参数、溶解氧参数、酸碱度参数及亚硝酸盐参数;
报警显示:包括增氧泵运行故障报警、水温超标报警、盐度超标报警、溶解氧超标报警、酸碱度超标报警及亚硝酸盐超标报警;
电源开关:控制系统电源开关;
Gsm物联模块电源开关:控制Gsm物联模块的启停。
在本技术方案中,所述单片机控制核心包括控制芯片、晶体、第一电阻、第二电阻、第三电容、第四电容、第四电解电容及复位开关;所述控制芯片的型号是STM32F103RB16,共有64只管脚,所述晶体的一端分别与控制芯片的5脚及第三电容的一端电连接,另一端分别与控制芯片的6脚及第四电容的一端电连接;所述第三电容的另一端及第四电容的另一端均接地;所述第一电阻的一端接+3.3V电压,另一端分别与第四电解电容的正极、复位开关的一端及控制芯片的7脚电连接;所述第四电解电容的负极及复位开关的另一端均接地;所述第二电阻的一端与控制芯片的59脚电连接,另一端接地;控制芯片的8脚、9脚及10脚是过流、缺相反馈接口;
每个控制开关均包括第一三极管、第四二极管及第七电阻;所述第四二极管的阳极与第一三极管的集电极电连接,其阴极接+24V电压并通过第二接口输出驱动对应的增氧泵;所述第一三极管的发射极接地,其基极通过第七电阻与控制芯片对应的39脚或38脚电连接;
每个漏电保护反馈接口包括漏电检测芯片、第三电阻至第六电阻、第五电容至第十电容、第二二极管、第三二极管及第二三极管;所述漏电检测芯片的型号是M54123,共有8只管脚,所述第五电容及第三电阻的两端均通过第一接插件与对应增氧泵的零序互感器的输出端电连接,所述第四电阻的一端分别与第五电容及第三电阻的一端电连接,第四电阻的另一端分别与第六电容的一端及漏电检测芯片的2脚电连接,第六电容的另一端分别与第五电容及第三电阻的另一端、第七电容的一端及漏电检测芯片的1脚电连接,第七电容的另一端、第八电容至第十电容的一端及漏电检测芯片的3脚均接地,第八电容的另一端分别与漏电检测芯片的4脚及5脚电连接,第九电容的另一端与漏电检测芯片的6脚电连接,第十电容的另一端与漏电检测芯片的8脚电连接并接+24V电压,漏电保护集成块的7脚分别与第二二极管及第三二极管的阳极电连接,第二二极管的阴极分别与控制芯片的41脚或40脚电连接及第五电阻的一端电连接,第五电阻的另一端接地,第三二极管的阴极通过第六电阻与第二三极管的基极电连接,第二三极管的发射极接地,第二三极管的集电极及第一三极管的基极电连接。
在本技术方案中,所述RS485转换芯片包括型号是MAX3485的转换芯片及第十三电阻,转换芯片共有8只管脚,第十三电阻的一端与转换芯片的7脚电连接,另一端与转换芯片的6脚电连接,转换芯片的1脚与控制芯片的17脚电连接,转换芯片的2脚与控制芯片的20脚电连接,转换芯片的3与控制芯片的21脚电连接,转换芯片的4与控制芯片的16脚电连接;
所述水温传感器的型号是DS18B20,其是数字温度传感器探头,测量信号以数字形式传送到控制芯片的4脚;
所述盐度传感器的型号是ZA-CL61-A0001,采用高精度盐度电极,支持标准MODBUSRTU/ACSII工业数据总线协议,采用RS-232/RS-485接口输出,其输出端的一端与转换芯片的6脚电连接,另一端与转换芯片的7脚电连接,能够完成土壤盐度数据采集、外部命令校准,自动温度补偿等功能;
所述溶解氧传感器的型号是RYIS-1501,通过485信号输出溶解氧值,其出端的一端与转换芯片的6脚电连接,另一端与转换芯片的7脚电连接;
所述酸碱度传感器是pH/ORP检测仪变送器,把pH值通过工业总线RS485传输,其输出端的一端与转换芯片的6脚电连接,另一端与转换芯片的7脚电连接;
所述亚硝酸盐传感器(12)利用复合电极(NO261-A0002)对亚硝酸盐进行检测,通过温度传感器PT100补偿,检测的浓度信号通过ZA-NO2-A101进行RS485变送,其输出端的一端与转换芯片(U4)的6脚电连接,另一端与转换芯片(U4)的7脚电连接。
本实用新型具有如下优点:
(1)控制器上按钮、LED灯、液晶屏幕组成友好的操作界面,用户可在本地手动控制增氧泵的启停,设置增氧泵按照时间表自动运行,控制器通过接触器控制增氧泵电机的启停;
(2)通过水温传感器直测水温;盐度传感器、溶解氧传感器、酸碱度传感器、亚硝酸盐传感器的输出信号都转换为数字信号并连在RS485总线上,通过RS485把这几个传感器检测的信号传输到控制器本地,在液晶屏幕上显示出来;
(3)通过互感器、零序互感器和检测芯片,检测增氧泵运行时可能会出现的漏电、缺相、过流等故障,停止运行增氧泵,警报指示灯闪烁并响蜂鸣器,液晶屏幕显示报警信息;当水温传感器、盐度传感器、溶解氧传感器、酸碱度传感器、亚硝酸盐传感器检测的信号超过设定值时,警报指示灯闪烁并响蜂鸣器,液晶屏幕显示报警信息;
(4)通过GSM模块,控制器可连上互联网,通过手机APP也可在线实现上述功能;而且APP可以根据系统数据对照盐度传感器、溶解氧传感器、酸碱度传感器、亚硝酸盐传感器对养殖点的水质状况做出分析,对可能出现的问题做出预测警报,并推送对应的解决方案或推荐对应的商家,形成一个生态服务。
附图说明
图1是本实用新型的电路方框图;
图2是本实用新型电源模块的电路原理图;
图3是本实用新型单片机控制核心的电路原理图;
图4是本实用新型控制开关及漏电保护反馈接口的电路原理图;
图5是本实用新型操作按键的电路原理图;
图6是本实用新型水温传感器、盐度传感器、溶解氧传感器、酸碱度传感器、亚硝酸盐传感器分别与RS485转换芯片电连接的电路图;
图7是本实用新型状态指示灯的电路原理图;
图8是本实用新型工作流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是,对于这些实施方式的说明用于帮助理解本实用新型,但并不构成对本实用新型的限定。此外,下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以互相结合。
在本实用新型描述中,术语“纵向”、“横向”、“上”及“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型而不是要求本实用新型必须以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。
在本实用新型的描述中,术语“第一”及“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
如图1所示,其是一种具有物联功能水产养殖控制系统,包括单片机控制核心1、操作按键2、二个增氧泵的控制开关3、二个增氧泵的漏电保护反馈接口4、二个增氧泵的过流、缺相反馈接口5、状态指示灯6、12864信息显示模块7、水温传感器8、盐度传感器9、溶解氧传感器10、酸碱度传感器11、亚硝酸盐传感器12、Gsm物联模块13、RS485转换芯片14及电源模块15;其中,所述电源模块15为整个系统提供+24V、+5V、+3.3V电压;所述操作按键2、过流、缺相反馈接口5及水温传感器8分别与单片机控制核心1电连接将各自的信号分别输入到单片机控制核心1,所述盐度传感器9、溶解氧传感器10、酸碱度传感器11及亚硝酸盐传感器12分别与RS485转换芯片14电连接,所述RS485转换芯片14将接收的信号转换并输入至单片机控制核心1;每个控制开关3分别与单片机控制核心1及对应的漏电保护反馈接口4电连接用于控制各自对应的增氧泵,所述状态指示灯6与单片机控制核心1电连接用于指示系统工作状态,所述12864信息显示模块7与单片机控制核心1电连接用于显示系统的各种数据,所述Gsm物联模块13与单片机控制核心1电连接用于互相通讯。
在本实施例中,所述操作按键2通过单片机控制核心1的软件检测与定义后,结合状态指示灯6及12864信息显示模块7具有功能描述如下:
增氧泵可以实现自动/手动控制,手动控制能随时改变一台以上增氧泵的运行状态,自动控制下能按照预设时间控制电机的启停;
参数显示:包括时间、手动/自动状态、增氧泵启停状态、水温参数、盐度参数、溶解氧参数、酸碱度参数及亚硝酸盐参数;
报警显示:包括增氧泵运行故障报警、水温超标报警、盐度超标报警、溶解氧超标报警、酸碱度超标报警及亚硝酸盐超标报警;
电源开关:控制系统电源开关;
Gsm物联模块电源开关:控制Gsm物联模块13的启停。
在本实施例中,如图2所示,电源模块15包括+24V直流转换器(图中没示出)、第一电解电容E1至第三电解电容E3、第一降压稳压集成块U1、第二降压稳压集成块U2、第一稳压二极管D1、第一电感L1、第一电容C1及第二电容C2,第一降压稳压集成块U1的型号是LM2596S,共有5只管脚,第二降压稳压集成块U2的型号是1117-3.3V,共有3只管脚;+24V直流转换器的+24V端分别与第一降压稳压集成块U1的输入端即1脚及第一电解电容E1的正极电连接,第一电解电容E1的负极、第一降压稳压集成块U1的3脚及5脚、第一稳压二极管D1的阳极、第一电容C1的一端、第二电解电容E2的负极、第二降压稳压集成块U2的2脚、第三电解电容E3的负极及第二电容C2的一端均接地,第一降压稳压集成块U1的2脚分别与第一稳压二极管D1的阴极及第一电感L1的一端电连接,第一降压稳压集成块U1的输出端即4脚输出+5V直流电压,且第一降压稳压集成块U1的4脚分别与第一电感L1的另一端、第一电容C1的另一端、第二电解电容E2的正极及第二降压稳压集成块U2的输入端即1脚电连接,第二降压稳压集成块U2的输出端即2脚输出+3.3V直流电压,且第二降压稳压集成块U2的2脚分别与第三电解电容E3的正极及第二电容C2的另一端电连接。
在本实施例中,如图3所示,所述单片机控制核心1包括控制芯片MCU、晶体Y1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电容C3、第四电容C4、第四电解电容E4及复位开关S1;所述控制芯片MCU的型号是STM32F103RB16,共有64只管脚,所述晶体Y1的一端分别与控制芯片MCU的5脚及第三电容C3的一端电连接,另一端分别与控制芯片MCU的6脚及第四电容C4的一端电连接;所述第三电容C3的另一端及第四电容C4的另一端均接地;所述第一电阻R1的一端接+3.3V电压,另一端分别与第四电解电容E4的正极、复位开关S1的一端及控制芯片MCU的7脚电连接;所述第四电解电容E4的负极及复位开关S1的另一端均接地;所述第二电阻R2的一端与控制芯片MCU的59脚电连接,另一端接地;控制芯片MCU的8脚、9脚及10脚是过流、缺相反馈接口5。12864信息显示模块7的型号是12864LCD,共有20只管脚,其4脚与控制芯片MCU的58脚电连接,其5脚与控制芯片MCU的59脚电连接,其6脚与控制芯片MCU的60脚电连接,其7脚与控制芯片MCU的50脚电连接,其8脚与控制芯片MCU的51脚电连接,其9脚与控制芯片MCU的52脚电连接,其10脚与控制芯片MCU的53脚电连接,其11脚与控制芯片MCU的54脚电连接,其12脚与控制芯片MCU的55脚电连接,其13脚与控制芯片MCU的56脚电连接,其14脚与控制芯片MCU的57脚电连接,其15脚与控制芯片MCU的36脚电连接,其16脚与控制芯片MCU的37脚电连接。
在本实施例中,如图4所示,每个控制开关3均包括第一三极管Q1、第四二极管D4及第七电阻R7;所述第四二极管D4的阳极与第一三极管Q1的集电极电连接,其阴极接+24V电压并通过第二接口CN2输出驱动对应的增氧泵;所述第一三极管Q1的发射极接地,其基极通过第七电阻R7与控制芯片MCU对应的39脚或38脚电连接。
在本实施例中,如图4所示,每个漏电保护反馈接口4包括漏电检测芯片U3、第三电阻R3至第六电阻R6、第五电容C5至第十电容C10、第二二极管D2、第三二极管D3及第二三极管Q2;所述漏电检测芯片U3的型号是M54123,共有8只管脚,所述第五电容C5及第三电阻R3的两端均通过第一接插件CN1与对应增氧泵的零序互感器的输出端电连接,所述第四电阻R4的一端分别与第五电容C5及第三电阻R3的一端电连接,第四电阻R4的另一端分别与第六电容C6的一端及漏电检测芯片U3的2脚电连接,第六电容C6的另一端分别与第五电容C5及第三电阻R3的另一端、第七电容C7的一端及漏电检测芯片U3的1脚电连接,第七电容C7的另一端、第八电容C8至第十电容C10的一端及漏电保护集成块U3的3脚均接地,第八电容C8的另一端分别与漏电检测芯片U3的4脚及5脚电连接,第九电容C9的另一端与漏电检测芯片U3的6脚电连接,第十电容C10的另一端与漏电检测芯片U3的8脚电连接并接+24V电压,漏电检测芯片U3的7脚分别与第二二极管D2及第三二极管D3的阳极电连接,第二二极管D2的阴极分别与控制芯片MCU的41脚或40脚电连接及第五电阻R5的一端电连接,第五电阻R5的另一端接地,第三二极管D3的阴极通过第六电阻R6与第二三极管Q2的基极电连接,第二三极管Q2的发射极接地,第二三极管Q2的集电极及第一三极管Q1的基极电连接。工作时,三相电流通过零序互感器检测其漏电情况,通过第一接插件CN1把检测的电流结果转化成电压信号后进入漏电检测芯片U3的2脚,一旦产生漏电情况,漏电检测芯片U3的7脚输出高电平连接到控制芯片MCU,另外警告信号高电平使第二三极管Q2导通,从而使第一三极管Q1截止,从硬件上关闭所控制的增气机。
在本实施例中,如图3及图5所示,操作按键2包括第一按键K1至第四按键K4及第八电阻R8至第十一电阻R11;第一按键K1与第八电阻R8串联后一端与控制芯片MCU的2脚电连接,另一端接地;第二按键K2与第九电阻R9串联后一端与控制芯片MCU的3脚电连接,另一端接地;第三按键K3与第十电阻R10串联后一端与控制芯片MCU的14脚电连接,另一端接地;第四按键K4与第十一电阻R11串联后一端与控制芯片MCU的15脚电连接,另一端接地。
在本实施例中,如图6所示,所述RS485转换芯片14包括型号是MAX3485的转换芯片U4及第十三电阻R13,转换芯片U4共有8只管脚,第十三电阻R13的一端与转换芯片U4的7脚电连接,另一端与转换芯片U4的6脚电连接,转换芯片U4的1脚与控制芯片MCU的17脚电连接,转换芯片U4的2脚与控制芯片MCU的20脚电连接,转换芯片U4的3与控制芯片MCU的21脚电连接,转换芯片U4的4与控制芯片MCU的16脚电连接。
在本实施例中,如图6所示,所述水温传感器8的型号是DS18B20,其是数字温度传感器探头,测量信号以数字形式传送到控制芯片MCU的4脚。
在本实施例中,如图6所示,所述盐度传感器9的型号是ZA-CL61-A0001,采用高精度盐度电极,支持标准MODBUS RTU/ACSII工业数据总线协议,采用RS-232/RS-485接口输出,其输出端的一端与转换芯片U4的6脚电连接,另一端与转换芯片U4的7脚电连接,能够完成土壤盐度数据采集、外部命令校准,自动温度补偿等功能。
在本实施例中,如图6所示,所述溶解氧传感器10的型号是RYIS-1501,通过485信号输出溶解氧值,其出端的一端与转换芯片U4的6脚电连接,另一端与转换芯片U4的7脚电连接。
在本实施例中,如图6所示,所述酸碱度传感器11是pH/ORP检测仪变送器,把pH值通过工业总线RS485传输,其输出端的一端与转换芯片U4的6脚电连接,另一端与转换芯片U4的7脚电连接。
在本实施例中,如图6所示,所述亚硝酸盐传感器12利用复合电极(NO261-A0002)对亚硝酸盐进行检测,通过温度传感器PT100补偿,检测的浓度信号通过ZA-NO2-A101进行RS485变送,其输出端的一端与转换芯片U4的6脚电连接,另一端与转换芯片U4的7脚电连接。
在本实施例中,如图7所示,所述状态指示灯6包括发光二极管LED、第一发光二极管LED1、第二发光二极管LED2、第三发光二极管LED3及第十五电阻R15至第十八电阻R18;所述发光二极管LED、第一发光二极管LED1、第二发光二极管LED2及第三发光二极管LED3的阳极均接+3.3V电压,发光二极管LED的阴极通过第十五电阻R15接地,第一发光二极管LED1的阴极通过第十六电阻R16与控制芯片MCU的61脚电连接,第二发光二极管LED2通过第十七电阻R17与控制芯片MCU的60脚电连接,第三发光二极管LED3通过第十八电阻R16与控制芯片MCU的1脚电连接。
工作流程如下,如图8所示:
(1)水产养殖点的增氧泵可以实现自动/手动控制,手动控制能随时改变增氧泵1、2的运行状态,自动控制下能按照预设时间控制电机的启停。
参数显示:包括时间、手动/自动状态、电机启停状态、水温参数、盐度参数、溶解氧参数、酸碱度参数、亚硝酸盐参数;
报警显示:包括电机运行故障报警、水温超标报警、盐度超标报警、溶解氧超标报警、酸碱度超标报警、亚硝酸盐超标报警;
电源开关:控制系统电源开关;
Gsm物联模块电源开关:控制Gsm物联模块的启停。
(2)增氧泵为三相驱动,控制芯片MCU通过第一三极管Q1放大,传送到第二接口CN2,第二接口CN2驱动接触器控制增氧泵启停。三相电流通过零序互感器检测其漏电情况第一接口CN1把检测的电流结果转化成电压信号后进入漏电检测芯片U3的2脚,一旦产生漏电情况,漏电检测芯片U3的7脚输出高电平连接到控制芯片MCU,另外警告信号高电平使第二三极管Q2导通,从而使第一三极管Q1截止,从硬件上关闭电机。
(3)操作按键有4个,分别代表上翻、下翻、确认、返回功能。状态指示灯有4个,分别代表控制板电源、手动状态、自动状态、故障状态。
(4)12864信息显示模块通过12个管脚与控制芯片MCU连接,配合操作按键的操作切换显示界面,具有调节系统时间、设置手动/自动模式、控制增氧泵启停、显示养殖点参数、报警等功能。
(5)采用水温 DS18B20数字温度传感器探头,测量信号已数字形式传送到管脚DS18B20;盐度传感器ZA-CL61-A0001,采用高精度盐度电极,支持标准MODBUS RTU/ACSII工业数据总线协议,采用RS-232/RS-485接口输出能够完成土壤盐度数据采集、外部命令校准,自动温度补偿等功能;溶解氧传感器RYIS-1501,通过485信号输出溶解氧值;酸碱度传感器pH/ORP检测仪变送器,把pH值通过工业总线RS485传输;亚硝酸盐传感器利用复合电极(NO261-A0002)对亚硝酸盐进行检测,通过温度传感器PT100补偿,检测的浓度信号通过ZA-NO2-A101进行RS485变送,从RS485总线传输到控制器。
(6)电源模块15由24V/5A开关电源把市电转化为24V直流电,通过LM2596S把24V转化为5V,通过LM1117-3.3把5V转化为3.3V,满足系统供电需要。
以上结合附图对本实用新型的实施方式作出详细说明,但本实用新型不局限于所描述的实施方式。对于本领域的普通技术人员而言,在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下对这些实施方式进行多种变化、修改、替换及变形仍落入在本实用新型的保护范围内。
Claims (4)
1.一种具有物联功能水产养殖控制系统,其特征在于包括单片机控制核心(1)、操作按键(2)、一个以上增氧机的控制开关(3)、一个以上增氧机的漏电保护反馈接口(4)、一个以上增氧机的过流、缺相反馈接口(5)、状态指示灯(6)、12864信息显示模块(7)、水温传感器(8)、盐度传感器(9)、溶解氧传感器(10)、酸碱度传感器(11)、亚硝酸盐传感器(12)、Gsm物联模块(13)、RS485转换芯片(14)及电源模块(15);其中,所述电源模块(15)为整个系统提供+24V、+5V、+3.3V电压;所述操作按键(2)、过流、缺相反馈接口(5)及水温传感器(8)分别与单片机控制核心(1)电连接将各自的信号分别输入到单片机控制核心(1),所述盐度传感器(9)、溶解氧传感器(10)、酸碱度传感器(11)及亚硝酸盐传感器(12)分别与RS485转换芯片(14)电连接,所述RS485转换芯片(14)将接收的信号转换并输入至单片机控制核心(1);每个控制开关(3)与单片机控制核心(1)及对应的漏电保护反馈接口(4)电连接用于控制各自对应的增氧机,所述状态指示灯(6)与单片机控制核心(1)电连接用于指示系统工作状态,所述12864信息显示模块(7)与单片机控制核心(1)电连接用于显示系统的数据,所述Gsm物联模块(13)与单片机控制核心(1)电连接用于互相通讯。
2.根据权利要求1所述的具有物联功能水产养殖控制系统,其特征在于所述操作按键(2)通过单片机控制核心(1)的软件检测与定义后,结合状态指示灯(6)及12864信息显示模块(7)具有功能描述如下:
增氧机可以实现自动/手动控制,手动控制能随时改变一台以上增氧机的运行状态,自动控制下能按照预设时间控制电机的启停;
参数显示:包括时间、手动/自动状态、增氧机启停状态、水温参数、盐度参数、溶解氧参数、酸碱度参数及亚硝酸盐参数;
报警显示:包括增氧机运行故障报警、水温超标报警、盐度超标报警、溶解氧超标报警、酸碱度超标报警及亚硝酸盐超标报警;
电源开关:控制系统电源开关;
Gsm物联模块电源开关:控制Gsm物联模块(13)的启停。
3.根据权利要求1所述的具有物联功能水产养殖控制系统,其特征在于:所述单片机控制核心(1)包括控制芯片(MCU)、晶体(Y1)、第一电
阻(R1)、第二电阻(R2)、第三电容(C3)、第四电容(C4)、第四电解电容(E4)及复位开关(S1);所述控制芯片(MCU)的型号是STM32F103RB16,共有64只管脚,所述晶体(Y1)的一端分别与控制芯片(MCU)的5脚及第三电容(C3)的一端电连接,另一端分别与控制芯片(MCU)的6脚及第四电容(C4)的一端电连接;所述第三电容(C3)的另一端及第四电容(C4)的另一端均接地;所述第一电阻(R1)的一端接+3.3V电压,另一端分别与第四电解电容(E4)的正极、复位开关(S1)的一端及控制芯片(MCU)的7脚电连接;所述第四电解电容(E4)的负极及复位开关(S1)的另一端均接地;所述第二电阻(R2)的一端与控制芯片(MCU)的59脚电连接,另一端接地;控制芯片(MCU)的8脚、9脚及10脚是过流、缺相反馈接口(5);
每个控制开关(3)均包括第一三极管(Q1)、第四二极管(D4)及第七电阻(R7);所述第四二极管(D4)的阳极与第一三极管(Q1)的集电极电连接,其阴极接+24V电压并通过第二接口(CN2)输出驱动对应的增氧机;所述第一三极管(Q1)的发射极接地,其基极通过第七电阻(R7)与控制芯片(MCU)对应的39脚或38脚电连接;
每个漏电保护反馈接口(4)包括漏电检测芯片(U3)、第三电阻(R3)至第六电阻(R6)、第五电容(C5)至第十电容(C10)、第二二极管(D2)、第三二极管(D3)及第二三极管(Q2);所述漏电检测芯片(U3)的型号是M54123,共有8只管脚,所述第五电容(C5)及第三电阻(R3)的两端均通过第一接插件(CN1)与对应增氧机的零序互感器的输出端电连接,所述第四电阻(R4)的一端分别与第五电容(C5)及第三电阻(R3)的一端电连接,第四电阻(R4)的另一端分别与第六电容(C6)的一端及漏电检测芯片(U3)的2脚电连接,第六电容(C6)的另一端分别与第五电容(C5)及第三电阻(R3)的另一端、第七电容(C7)的一端及漏电检测芯片(U3)的1脚电连接,第七电容(C7)的另一端、第八电容(C8)至第十电容(C10)的一端及漏电检测芯片(U3)的3脚均接地,第八电容(C8)的另一端分别与漏电检测芯片(U3)的4脚及5脚电连接,第九电容(C9)的另一端与漏电检测芯片(U3)的6脚电连接,第十电容(C10)的另一端与漏电检测芯片(U3)的8脚电连接并接+24V电压,漏电保护集成块(U3)的7脚分别与第二二极管(D2)及第三二极管(D3)的阳极电连接,第二二极管(D2)的阴极分别与控制芯片(MCU)的41脚或40脚电连接及第五电阻(R5)的一端电连接,第五电阻(R5)的另一端接地,第三二极管(D3)的阴极通过第六电阻(R6)与第二三极管(Q2)的基极电连接,第二三极管(Q2)的发射极接地,第二三极管(Q2)的集电极及第一三极管(Q1)的基极电连接。
4.根据权利要求3所述的具有物联功能水产养殖控制系统,其特征在于:
所述RS485转换芯片(14)包括型号是MAX3485的转换芯片(U4)及
第十三电阻(R13),转换芯片(U4)共有8只管脚,第十三电阻(R13)的一端与转换芯片(U4)的7脚电连接,另一端与转换芯片(U4)的6脚电连接,转换芯片(U4)的1脚与控制芯片(MCU)的17脚电连接,转换芯片(U4)的2脚与控制芯片(MCU)的20脚电连接,转换芯片(U4)的3与控制芯片(MCU)的21脚电连接,转换芯片(U4)的4与控制芯片(MCU)的16脚电连接;
所述水温传感器(8)的型号是DS18B20,其是数字温度传感器探头,测量信号以数字形式传送到控制芯片(MCU)的4脚;
所述盐度传感器(9)的型号是ZA-CL61-A0001,采用高精度盐度电极,支持标准MODBUSRTU/ACSII工业数据总线协议,采用RS-232/RS-485接口输出,其输出端的一端与转换芯片(U4)的6脚电连接,另一端与转换芯片(U4)的7脚电连接,能够完成土壤盐度数据采集、外部命令校准,自动温度补偿等功能;
所述溶解氧传感器(10)的型号是RYIS-1501,通过485信号输出溶解氧值,其出端的一端与转换芯片(U4)的6脚电连接,另一端与转换芯片(U4)的7脚电连接;
所述酸碱度传感器(11)是pH/ORP检测仪变送器,把pH值通过工业总线RS485传输,其输出端的一端与转换芯片(U4)的6脚电连接,另一端与转换芯片(U4)的7脚电连接;
所述亚硝酸盐传感器(12)利用复合电极(NO261-A0002)对亚硝酸盐进行检测,通过温度传感器PT100补偿,检测的浓度信号通过ZA-NO2-A101进行RS485变送,其输出端的一端与转换芯片(U4)的6脚电连接,另一端与转换芯片(U4)的7脚电连接。
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CN110389205A (zh) * | 2019-03-22 | 2019-10-29 | 苏州工业职业技术学院 | 水质检测系统及方法 |
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