王习 龙房政

摘要：我国水产养殖规模日益增大，但在水产养殖中无法实时监控水质情况，消耗的人力物力财力较多。就这一问题设计一个水质控制系统。主要包含感知层采集传感器、数据处理平台、继电器控制模块三个主要部分。针对pH值、温度、溶解氧等水质参数，系统根据用户端指令，通过分析水质参数，使用PID算法控制终端设备进行相应控制，无需人工干预。

关键词：互联网;水产养殖;水质控制;PID算法

1、系统原理

项目旨在设计一套针对水产养殖中的基于物联网的水质控制系统。硬件系统主要包括Arduino控制器、DS18B20温度传感器、物联网模块ESP8266、SEN0161型pH测量传感器、SEN0237溶氧传感器、电源模块、酸碱液泵、增氧泵、热水泵及继电器模块等。

系统原理如图1所示，开启系统，传感器通过Zigbee通讯组网收集水质环境参数发送到主控Arduino端，实时显示水质数据到显示器上并通过物联网模块把数据实时上传到云端数据库平台，用户再通过PC端或者安卓端登录管理平台输入水质参数对水质进行远程控制，Arduino中央处理器接受参数指令后使用PID算法发送指令到执行机构完成对设备的控制，显示反馈设备的工作状态并上传云端，最终让水质参数维持在一个相对稳定的状态。

2、系统总体硬件设计

本系统采用以Arduino控制板为控制核心。该控制板是基于开放源代码的接口板，它包括12通道数字GPIO、6组PWM通道输出和6～8通道的10bitADC输入通道，它的核心是一片AVRmega168的单片机。整个系统主要由各传感器（水位传感器）、水泵、太阳能供电模块组成，其设计整体方案见图2。……