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[摘要]社會的進步與發展，帶動單片機技術惠及至農業生產生活的各個領域，用單片機作為生產生活的輔助幫手也已經成為一種趨勢。構建了以Arduino控制板為核心的水產養殖監測系統，該系統可以對實時水產養殖進行監測，具有靈敏度高、功耗低等優點，滿足了當前水產養殖中對水質監測的需求。

[關鍵詞]Arduino控制板；水產養殖；監測

我國水產養殖業隨著人們的需求不斷發展，帶來水產養殖數量的激增，而由此帶來的高密度養殖方式對魚塘的水質造成很大的養殖污染，使水體自身凈化能力變得相對較弱，帶來水體富營養化趨勢比較明顯。原始的水塘監控主要靠人為經驗操控，效率低下。十三五規劃提出要靠創新驅動，發揮科技的乘數效應來帶動現代化農業技術，促進小康社會的全面建成。因此，發展先進的農業技術對我國至關重要。為了解決現有的農業水產養殖造成的困境，提出基于以Arduino控制板為核心的單片機水情監測系統。

1系統總體硬件設計

本系統采用以Arduino控制板為控制核心。該控制板是基于開放源代碼的接口板，它包括12通道數字GPIO、6組PWM通道輸出和6～8通道的10bitADC輸入通道，它的核心是一片AVRmega168的單片機。整個系統主要由各傳感器（水位傳感器）、水泵、太陽能供電模塊組成。其中水位傳感器可使用多條導線與水的導通來測量不同深度的水位，可將水位分為4層，分別代表滿水位、75%、25%、0水位，當水位到達某一深度，導通導線觸發高電平給Arduino控制板。濁度傳感器主要利用光學原理，通過對水的透光率及散射率來判斷水質情況。傳感器內部是紅外線對管，當發射管發射一定量光線通過水后，由接收管接收，水越渾濁，通過的光就越少。通過調節模塊上電位器大小選擇合適閾值作為警戒水質，當水質達到此臨界值，傳感器模塊輸出高電平。控制板通過監測該電平變化，即可知道水質超標，聯動水泵運行。溫度傳感器采用DS18B20作為溫度監測模塊，溫度數值在上位機上顯示，其通信協議是wire協議，通信時只需將數據引腳與控制板連接即可。PH計傳感器首先要對其進行校正，數值比較準確的使用有利于對水體做精確控制。使用時用標準緩沖溶液校正，環境溫度以25℃為標準值。同時為保證精度一致性，需要定期校準，以防止有較大誤差。若水塘雜質較多，建議6個月做一次重新校準。采用APC無線傳輸模塊，該模塊是高度集成半雙工微功率無線數據傳輸模塊，其嵌入高速單片機和高性能射頻芯片ADF7020-1。采用高效的循環交織糾檢錯編碼，抗干擾和靈敏度都大大提高，最大可以糾正24bits連續突發錯誤，達到業內的領先水平。APC220模塊提供了多個頻道的選擇，可以在線修改串口速率、發射功率、射頻速率等各種特征參數。工作時將其插在USB轉串口模塊上，再將模塊插入計算機usb口及Arduino控制板上即可進行遠程數據的采集與發送。為使系統穩定，采用9600波特率，工作頻段434Mhz。從數據采集的頻率考慮，系統供電采用太陽能電池為主，市電為輔的供電機制。系統采集數據主要從太陽能及蓄電池供電，水泵抽換水采用市電。

2系統軟件設計

系統軟件設計的主要任務是實現數據在arduino控制板中的收集與發送及水泵的開關控制。

3結語

本文基于Arduino控制板設計一套水產養殖監測系統。該系統通過各傳感器獲取水溫、水深及水渾濁度等各項水情指標，并利用無線數傳模塊將數據及時上傳給上位機，實現數據的遠程監測。試驗結果表明該系統運行穩定，可大大減輕相關人員工作量。

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作者：董錚；張其林；項東升 單位：湖北文理學院