基于射频RF技术的鱼塘溶解氧无线监控系统的研究
1．1 从站的硬件设计
本系统使用瑞士Hamilton公司的溶解氧电极检测鱼塘中水的含氧量，它广泛应用于水、废水、游泳池和鱼塘，该电极有一个内置的22 kΩ的温度补偿电阻，极化和反应时间极短，可以精确地检测到水中的含氧量。传感器输出的溶解氧和温度送人德国PISCO变送器，变送器可以输出4～20 mA的标准信号。把这个标准信号接入一定的电阻和电容后，转化为0～5 V电压信号，这样就可以送入单片机进行A／D转换了。
ATmega128AVR单片机是由美国ATMEL公司研制开发的，具有增强型Flash的RISC精简指令集高速8位单片机。AVR单片机可以广泛应用于计算机外部设备、工业实时控制、仪器仪表、通信设备、家用电器等各个领域。AVR单片机废除了机器周期，抛弃复杂指令计算机(CISC)追求指令完备的做法；采用精简指令集，以字作为指令长度单位，将内容丰富的操作数与操作码安排在一字之中(指令集中占大多数的单周期指令都是如此)，取指令周期短，又可预取指令，实现流水作业，故可高速执行。在从站中的AVR单片机接收标准的0～5 V信号，利用片内的12位A／D转换器做A／D转换，并把转换的结果与设定值进行比较，启停增氧机；通过射频模块把检测到的信号传给主站。
射频传输使用STR-30。它具有微功率发射，最大发射功率10 mW；载频频率433～915 MHz；高抗干扰能力和低误码率；在视距情况下，天线高度>2 m，可靠传输距离可达300～4 000 m(BER=1 200 b／s)；透明的数据传输；多信道；双串口，3种接口方式；智能数据控制，用户无需编制多余的程序等特点。RF射频模块与单片机连接，进入单片机的采集的数据通过RF射频模块就可以实现主、从机多点双向数据传输了。从站的主体电路图如图3所示。本文引用地址：//m.amcfsurvey.com/article/157755.htm
1．2 主站的硬件设计
主站的STR－30射频模块循环接受从站发送来的数据，把各个从站的溶解氧循环显示在主站的前面板上。前面板由4×4的按键和液晶屏组成。由于季节的不同，鱼塘中溶解氧含量的设定值也有所变化，用户可以在前面板上修改设定值，而无需修改程序，大大地方便了用户的使用。当鱼塘中的溶解氧超出没定值时，为了及时地反映系统的状况，本系统使用ME40+的GSM模块。ME40+是一款TTL／CMOS电平的嵌入式Modem，可直接与用户的单片机连接，作为一个无线通讯应用单元，此产品是在核心模块的基础上，增加了供电、SIM／UIM卡、物理电平转换、语音电路、接口等电路；并且外形紧凑、尺寸小，方便集成到各种应用。在GSM模块的插槽内插入手机SIM卡，在前面板上设定用户的手机号，用单片机来控制GSM模块，那么GSM模块就可以像手机一样进行收发短信息。这样，在溶解氧超过限值，发出报警信号后主站就可以通过GSM模块向业主发出短信息，以便通知业主。最后，主站把从站传递来的溶解氧信号通过RS232以数据帧的方式发送给PC，PC实时采集数据进行监控。电平转换部分由MAX232芯片完成。
1．3 增氧机的控制技术
本系统通过对水体溶解氧含量的实时检测，将当前溶氧量与设定参数进行比较，再经过AVR单片机的处理，通过单片机发出控制信号经驱动器后控制光电耦合器的工作状态。当光电耦合器工作后，使得继电器的常开触电闭合，进而控制增氧机工作。使用光电耦合器有效地降低了外部干扰对系统的影响，增强了系统的稳定性。这样就可以实时控制增氧机的工作，使增氧机有目的、有效率地运行，减少了噪声污染，降低了能源消耗。
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