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农业装备·智慧农业现代农业科技2025年第7期
水产养殖溶解氧监测系统设计
李凤妹黎潘12
（平江县农业农村局，湖南平江414500；1
2平江县自然资源局，湖南平江414500）
摘要针对现有水产养殖业中溶解氧实时监测存在的问题，设计开发了水产养殖溶解氧监测系统，集数据
采集、数据传输与数据监控于一体，基于ZigBee协议无线传输数据，以STM32单片机为核心设计了微控制单元，
对溶解氧进行温度、盐度和大气压力校正。同时，考虑系统低功耗的要求，设计了溶解氧探头，搭建了硬件结构
和软件结构。调试结果表明，搭建的监测系统可实现水产养殖溶解氧在线监测，测量范围0~20mg/L，测量精度
±0.05mg/L，分辨率0.01mg/L，满足水产养殖环境中溶解氧在线监测的需求。
关键词水产养殖溶解氧监测系统；传感器；溶解氧校正
DOI：10.3969/j.issn.1007-5739.2025.07.036开放科学（资源服务）标识码（OSID）：
水产养殖业在我国具有举足轻重的地位，养殖规感膜内的荧光指示剂激发的红色荧光保持和蓝色调
[9]
模逐年扩大。水质环境是养殖产物赖以生存的根本，制光相同的波形，但是相位有滞后，相位差和荧光寿
[1]命的关系如公式（2）所示：
其中水体溶解氧含量对水生生物的生长至关重要，
是水产养殖中水质监测的一项重要指标。因此，对养tanϕ=ωτ（2）
[2]式中：ϕ为相位差，ω为调制波角频率，τ为荧光
殖水体进行溶解氧在线监测尤为重要。
溶解氧检测方法主要包括碘量法、电化学法、分寿命。由公式（1）（2）可知，通过测量蓝色调制光和红
[3-5]色荧光的相位差能够检测溶解氧含量，荧光寿命是荧
光光度法和荧光猝灭法，其中，碘量法、电化学法和
分光光度法存在检测过程繁琐、容易漂移、易受环境光物质的本征参量，其光学稳定性好、抗干扰性强、使
[6][10]
干扰等缺点，不适用于水产养殖在线监测。本文设用寿命长、测量精度高。
计了一种水产养殖溶解氧监测系统，稳定性高，准确2硬件设计
度好，能够实现水产养殖溶解氧在线持续监测。本系统以STM32单片机、ZigBee无线网络为核
1溶解氧检测心，主要包括数据采集端、数据传输端和数据监测
[11]
溶解氧传感膜采用钌金属络合物作为荧光指示端，系统总体结构如图1所示。
[7]
剂，溶解氧探头中蓝色LED发射的蓝光照射在溶解数据采集端数据传输端
氧传感膜上，溶解氧传感膜内的荧光指示剂受到激发溶解氧探头信号ZigBee终端节点
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