鱼塘自动增氧控制器需求分析报告.docVIP

PAGE 2 . . TITLE 鱼塘自动增氧控制器需求分析报告 引言 编写目的 本项目旨在研制一种鱼塘自动增氧控制器，该仪器能准确测量鱼塘中溶解氧含量，并能根据用户设定的上、下限值自动控制增氧机启停，当溶氧低于下限时启动增氧机，当溶氧高于上限时关闭增氧机，使溶解氧含量保持在设定的最佳状态。 溶解氧是池塘养殖业最重要的水质指标，鱼类的呼吸依赖于水中的溶解氧含量，如果水中的氧含量过低鱼类将无法正常生长。主要养殖鱼类正常生长所需要的溶解氧含量一般在4－5mg/L以上。此时鱼类摄食好、生长快、饲料利用率高。当溶氧低于此值时，鱼类的摄食和生长都将受到一定的影响。特别是当溶氧低于2mg/L时，鱼类基本上停止摄食。当溶氧低于1mg/L时，鱼类就会浮头。而当溶氧低于0.5mg/L时，鱼类即可窒息死亡。如果溶氧偏高，一般对鱼类没有太大的危害，但深度过饱和溶氧有时会引起气泡病，并且会消耗太多的能源。目前增补池塘增氧量的设备是增氧机，而增氧机工作状况的控制却是人工手动作，这样必然存在着判断不准确等现象，而在一般情况下，鱼塘缺氧往往是在夜间，特别是在拂晓气压较低时，鱼塘溶解氧浓度下降到最低点。渔民为观察鱼情而彻夜不眠。为将渔民从繁忙的体力劳动中解脱出来，确保增氧机工作的可靠性，研制了智能型池塘增氧机控制器，该控制器能够根据池塘中溶解氧浓度的高低，对增氧机的工作状况进行自动控制，大大提高了增氧机工作的可靠性，使鱼更快更好生长。 立项的背景 所开发的系统的名称； 鱼塘自动增氧控制器 该系统同其他系统或其他机构的基本的相互来往关系。 该系统可通过RS232\485与上位机的通信，实现远程控制。 任务概述 目标 准确测量鱼塘中溶解氧含量，并能根据用户设定的上、下限自动控制增氧机启停，当溶氧低于下限时启动增氧机，当溶氧高于上限时关闭增氧机，使溶解氧含量保持在设定的最佳状态。 用户的特点 中小型鱼塘，用增氧器且无控制设备 需求规定 项目的功能规定 该鱼塘自动增氧控制器包括开关机限值的设定、氧传感器校准、溶氧含量测量与显示、水温测量与显示、传感器故障报警与显示、手动工作与显示、控制溶解氧传感器电极搅拌装置的关闭和启动、传感器测量值的RS232传送、EEPROM存储等功能。 主要技术指标 3.2.1 测量范围：0～20 mg/L 3.2.2最小分度值：0.01 mg/L 3.2.3测量误差：≤ ±0.2 mg/L 3.2.4 显示方式：4位 3.2.5 3.2.6 故障处理能力要求 3.2.7 工作环境：0－50℃ 3.2.8 报警方式：声光报警，同时以30秒的间隔周期控制继电器的输出 3.2.9 控制方式：用插座和插头将继电器和单片机连接，继电器输出220V交流，可以控制增氧机的中间继电器（220V控制的交流接触器） 3.2.10 通讯方式：RS232\485 系统硬件结构 溶解氧传感器 溶解氧传感器 温度传感器 放 大 电 路 v/f转换 电路 单片机 显示模块 按键模块 存储模块 报警模块 继电器模块 继电器 LED指示灯模块 继电器 R S 232通讯模块 继电器 控制搅拌装置模块 继电器 电 源 模 块 图1 系统硬件结构 芯片选型及主要参数 4.1.1 传感器 本系统采用的溶解氧传感器是内置温度传感器的，该产品具有高稳定性，打破电化学传感技术难题，实现传感器不换透气膜和电解液。 溶解氧传感器技术参数如下： 测量范围 0～20 mg/L 温度适用范围 0～40 最小分度值 0.01 mg/L 响应时间（T90） ＜20 s 温度补偿误差 (0～40 ℃ ＜3% 温度补偿 自动温度补偿 （0~50℃） 零点输出 0.3 mV 输??? 出 大气中15 to 21 mV 测量误差 ≤ ±0.1 mg/L 零值误差 ≤ 0.1 mg/L 重复性 ≤ ±0.10 mg/L 稳定度 ±0.03 mg/L 输出阻抗 约20KΩ 测温误差 ≤ ±0.50 ℃ 探头外形尺寸 φ20×125mm 接??? 口 2根正负极连接线 温度传感器主要参数： 测量范围：-55℃~150℃。 线性度：10mV/℃。 工作电压：4V~30V。 输出接口：VCC、GND、信号输出。 4.1.2 放大电路 由于溶解氧传感器输出的电压信号非常微弱，只有15~21mV，温度传感器输出的电压满足关系式：V=10t (mV)，它输出的电压也非常微弱。欲用单片机实现对VF芯片输出数据的采集和处理,必须先对传感器输出的电压信号不失真地放大许多倍。