基于多节点无线通信技术的鱼塘含氧量监控系统的研究

摘要

我国是一个人口大国，也是一个农牧业大国，农牧业生产是关系到民生问题的大事。随着我国科学技术的发展，渔业生产中的科技含量越来越高。鱼肉中富含蛋白质，是我们所需蛋白质的主要来源之一。在渔业养殖中，工厂化养殖、多层养殖成为了今后渔业发展的方向。与自然放养相比，这种养殖方式鱼的密度很大，带来的直接问题就是鱼塘含氧量的不足，这对鱼塘含氧量实时自控系统提出了现实的需求。
　　目前，远程监控系统已经被广泛应用，使用无线传感器网络成为该类系统中的热点，结合无线通信技术易组网、易扩展的优点，在布设实时监控系统时，该组合已经得到了广泛应用。
　　本文设计的鱼塘含氧量实时控制的远程监控系统，也是基于上述两种技术实现的。采用C8051F381作为监控系统的节点处理器，对各个节点信息进行采集和处理；节点中的HF-LPA WiFi模块，负责鱼塘含氧量数据的无线收发；上位机监控程序处理多个节点信息，实现对整个系统的监控；各个节点通过HF-LPA WiFi模块接收PC端传递过来的控制命令，控制增氧机动作。该远程监控系统，能够在各种情况下，自动控制各个节点处的水体含氧量，防止因含氧量不足造成渔业资源的损失。
　　本文讨论了该设计的硬件和软件方案，完成了系统电路部分和无线收发软件及控制软件设计，通过对该系统的无线通信网络进行组网和测试，验证了整个含氧量控制系统电路设计的合理性以及数据、命令传输的可靠性。

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第1章 绪论

1.1 课题研究背景

1.2 监控系统应用于工业化渔业养殖的重大意义

1.3 国内、外工业化渔业养殖现状的研究

1.4 本文主要的研究内容

1.5 本文章节安排

第2章 系统总体设计

2.1 系统总体框架

2.2 测量参数采集的实现

第3章 系统主要硬件模块设计

3.1 系统硬件平台MCU的选择

3.2 系统无线通信模块设计

3.3 系统电源设计

3.4 单按键开关机电路

3.5 系统稳压电路设计

3.6 系统增氧机控制电路

第4章 系统主要软件模块设计

4.1 增氧控制节点主程序流程

4.2 配置无线通信模块程序流程

4.3 A/D转换部分程序流程

4.4 系统中断及中断服务例程

第5章 系统实现及主要性能测试

5.1 系统印刷电路板的设计

5.2 系统WiFi无线通信测试结果

第6章 总结与展望

参考文献

攻读硕士期间已发表的论文

致谢