基于太阳能供电的行走式智能增氧机器人研究

摘要

当前生活水平的提升，人们对于水产资源的需求量逐日而增，而鱼塘养殖是我国水产供应环节中的重中之重。对于鱼塘养殖，氧气含量尤为重要。养殖生物的生长、产量与水质参数溶氧量的多少密不可分。水质参数溶解氧低于 1mg/L时，养殖生物就会因为过度缺氧而造成浮头甚至“泛塘”，导致严重减产。于是，增氧机应运而生。当前国内外常用的机械增氧机有叶轮式、水车式、微孔式和涌浪机等，虽然不同的增氧机优缺点不同，但这些增氧机通常是固定在某个位置或者随机移动的，既不能使鱼塘内部的氧含量分布均匀，也无法探测到鱼塘内的氧气含量，这样不利于鱼类的生长，而且在面积较大的鱼塘内使用时所需求的个数也多。因此，利用信息发展的技术，及时获取氧含量等环境参数、采用新型绿色可再生能源减少能耗、机械化代替人工都将是未来发展的突破点。 本文设计了一种基于太阳能供电的移动式增氧机，适用于5-8亩鱼塘辅助增氧。对于此增氧机本文将从软硬件两个方面进行阐述，硬件包括底层控制模块及传感器模块；软件部分主要包括路径分析及行走影响分析。本文增氧机使用清洁可再生新型能源太阳能结合市电为整个增氧机行走供电，根据养殖中增氧的规律进行低能耗、高效率的增氧。底层控制模块基于HF-LPB100超低功耗Wi-Fi模组与服务器进行信息交互，及时发送鱼塘实时溶氧量、PH值等环境参数值。传感器模块包括测距模块（防碰壁传感器、防搁浅传感器）以及水质监测模块。防碰壁传感器采用4个HC-SR04超声波测距传感器、防搁浅传感器采用一个超声波换能器，二者配合算法进行测距，完成壁障及防搁浅的需要；水质参数模块采用上海联祥公司的DP5100 DP+PH双路智能模块，同时测量溶解氧、PH值以及温度。路径规划采取基于蚁群算法的“之”型有限状态机模型作为路径行走支持。增氧机完成传统水车式增氧机功能，行走中搅动水体，促进上下层氧气交换。 实验结果证实，太阳能结合市电可以满足增氧机供电需求；增氧机基于蚁群算法给予“之”型方向规定的有限状态机模型算法对于鱼塘遍历范围可达23.17%，增氧范围大于引线行走增氧机15.4%,增氧能力为2.07kg/h。

目录

第一个书签之前

空白页面

空白页面