基于MCGS组态软件的水环境多因子监控系统

摘要

近年来，随着人们生活水平的不断提高，人们对渔业产品需求的日益增长，如何建立一套有效的水环境多因子智能监控系统已经越来越受到人们的关注。本文针对目前国内外水产养殖的现状，提出一个低成本、易推广的水环境多因子智能监控系统。 本文研究了水环境因子的主要监控对象，根据不同的水环境因子对水生物的不同影响，对不同的水环境因子提出了不同的控制算法，实现了对溶解氧、PH值和温度等水产养殖环境因子的准确测量与控制。针对传统的水产养殖监控系统开发周期长，不易移植的缺点，本系统上位机采用功能丰富的MCGS组态软件作为组态监控软件，它具有远程监控、通讯连接、参数设置、实时在线显示和历史再现显示等功能，并且通过编写程序实现了模糊-PID，模糊控制等智能控制算法。近年来，随着工厂化水产养殖场中微生物大量繁殖，病害越来越多，因此如何在早期及时发现养殖水池中的鱼出现病变或死亡，以便尽快地采取措施，已成为水产养殖业中一项重要的课题。利用数字图像处理技术可以实现对养殖现场中鱼类的生长情况进行实时监控，当鱼类出现不适或死亡时，能够及时报警。为此，我们开发了一套鱼类图像处理系统，它的基本原理是将摄像机拍摄到的现场图像通过图像采集卡采集到计算机里，通过VC程序，对该图像进行数据统计和识别，得到有用的信息，对鱼类进行实时监控。最后，本文对该系统的设计作了总结，及对一些问题提出了展望。 本系统在实际现场测试中运行稳定，实现了对溶解氧、PH值和温度等水产养殖环境因子的自动监控。另外，该系统升级简单，可维护性好，当需要增加鱼池，或者改变鱼池的鱼苗时，只需简单的在原系统上设定参数即可，避免了耗时较长的软件开发，节约了能源，降低了成本。与世界上同类产品相比，该系统性价比高，操作简单方便，是提高国内工厂化水产养殖水平的有效手段。

目录

文摘

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第一章绪论

1.1国内研究现状及发展趋势

1.2国外研究现状及发展趋势

1.3研究的目的和意义

1.4研究的主要内容

1.5本章小节

第二章系统组成设计

2.1系统硬件设计

2.1.1传感器

2.1.2可编程序控制器

2.2图像处理设备

2.3系统软件组成

2.4本章小节

第三章监控软件设计

3.1引言

3.2MCGS监控组态软件的概述

3.3MCGS监控组态软件的设计

3.3.1主控窗口

3.3.2设备窗口

3.3.3用户窗口

3.3.4实时数据库

3.3.5运行策略

3.4MCGS组态软件的可扩充性、开放性

3.5MCGS脚本环境

3.6本章小节

第四章系统被控对象的检测控制策略

4.1引言

4.2水环境因子对水生物的影响

4.2.1溶解氧对水生物的影响

4.2.2水温对水生物的影响

4.2.3PH值对水生物的影响

4.3水环境因子的检测控制策略

4.3.1PH值PID的在线控制

4.3.2温度的模糊控制策略

4.3.3溶解氧的控制策略

4.4本章小节

第五章图像处理系统

5.1引言

5.2数字图像处理简介

5.3数字图像处理设计

5.3.1设计的主题思想

5.3.2图像的文件格式

5.3.3图像的灰度化

5.3.4图像的中值滤波处理

5.3.5灰度图像的二值化

5.3.6二值形态学处理

5.3.7区域矩特征

5.4本章小节

第六章结论和展望

6.1结论

6.2开展的研究与获得的结果

6.3展望

参考文献

附录Ⅰ部分程序清单

致谢

硕士期间参与的课题及取得的成果