張勝男　鄒靜

【摘 要】隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在日常生活和生產(chǎn)中的逐漸普及，各個領(lǐng)域掀起了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用的熱潮。本文介紹了基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，對水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境參數(shù)進(jìn)行實時監(jiān)測并進(jìn)行遠(yuǎn)程控制的智能系統(tǒng)。以環(huán)境溫度和渾濁度為例，詳細(xì)講述了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與單片機(jī)控制技術(shù)在監(jiān)控水產(chǎn)養(yǎng)殖過程中的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】物聯(lián)網(wǎng)；遠(yuǎn)程監(jiān)控；單片機(jī)

0 引言

本文描述的系統(tǒng)是基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，以對魚缸溫度和渾濁度等為例的水質(zhì)參數(shù)進(jìn)行實時監(jiān)測并可實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制的智能換水系統(tǒng)?？梢越鉀Q觀賞魚等水產(chǎn)品在養(yǎng)殖過程中生存環(huán)境的問題。

本系統(tǒng)是以STC89S52單片機(jī)為核心微控制器，可以進(jìn)行參數(shù)實時監(jiān)測、并可實現(xiàn)現(xiàn)場及遠(yuǎn)程報警，集手動操作、自動換水、手機(jī)APP遠(yuǎn)程控制于一體的物聯(lián)網(wǎng)控制魚缸系統(tǒng)。

系統(tǒng)分別通過紅外線、NTC溫度計等傳感系統(tǒng)來實時監(jiān)測魚缸的渾濁度和溫度等水質(zhì)參數(shù)，以控制魚缸抽水和放水。若監(jiān)測的渾濁度或水溫超過上限值，該系統(tǒng)就會語音播報當(dāng)前值，及時提示用戶換水，同時可以直接將數(shù)據(jù)通過短信的方式發(fā)送到指定手機(jī)，進(jìn)行遠(yuǎn)程提示；如兩者都超限，則系統(tǒng)自動換水。

系統(tǒng)通過GPRS模塊定時將所檢測到的數(shù)據(jù)發(fā)送到Y(jié)EELINK物聯(lián)網(wǎng)平臺，用戶可以通過手機(jī)app或電腦軟件實時查看魚缸的水質(zhì)參數(shù)，并且可以實現(xiàn)對魚缸進(jìn)行遠(yuǎn)程換水等操作的控制。

應(yīng)用本系統(tǒng)，用戶可以根據(jù)養(yǎng)殖魚種類的不同，設(shè)置魚缸溫度和渾濁度等參數(shù)的上限值，系統(tǒng)分別通過紅外線、NTC溫度計等傳感系統(tǒng)實時監(jiān)測水質(zhì)參數(shù)，當(dāng)任意一個數(shù)據(jù)超過上限值時，語音播報當(dāng)前參數(shù)值，現(xiàn)場提示用戶換水，同時可遠(yuǎn)程發(fā)送短信到指定手機(jī)進(jìn)行提示，用戶可以根據(jù)需要遠(yuǎn)程控制換水，若兩者都超過則可啟動自動換水功能。用戶也可以通過手動按鈕自行進(jìn)行換水。

系統(tǒng)參數(shù)通過GPRS實時發(fā)送到Y(jié)EELIN物聯(lián)網(wǎng)平臺，用戶可利用手機(jī)或電腦查看變化曲線，還可通過YEELINK平臺發(fā)送換水、燈光開關(guān)等指令，系統(tǒng)會通過GPRS定時采集指令信息并進(jìn)行相關(guān)操作。

本系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)主要為：

1 手動控制

系統(tǒng)設(shè)置了五個按鍵供用戶操作。用戶可通過復(fù)位按鍵進(jìn)行系統(tǒng)復(fù)位；通過手動按鈕第一個按鈕實現(xiàn)無條件換水。

點按手動操作按鈕，系統(tǒng)打開電磁閥，魚缸開始放水，放水過程中，低水位開關(guān)監(jiān)測到水位過低時，系統(tǒng)就會自動關(guān)閉電磁閥，停止放水。同時，系統(tǒng)打開抽水機(jī)為魚缸進(jìn)水，進(jìn)水過程中，高水位開關(guān)監(jiān)控最高水位，水位過高時系統(tǒng)就會關(guān)閉抽水機(jī)停止進(jìn)水。

2 自動換水

自動換水的啟動基于用戶對水質(zhì)參數(shù)上限值的設(shè)置。

設(shè)置按鍵控制對魚缸不同水質(zhì)參數(shù)的切換；點按該鍵，TFT彩屏?xí)屑^提示當(dāng)前所設(shè)置參數(shù)，再次點按可實現(xiàn)切換；根據(jù)魚類的不同，可通過+、-按鍵對當(dāng)前設(shè)置參數(shù)的上限值進(jìn)行加、減，設(shè)置完成后長按設(shè)置按鍵進(jìn)行上限值保存。

系統(tǒng)會實時對魚缸水質(zhì)參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測，當(dāng)魚缸的溫度和渾濁度都超過設(shè)定的上限值，則啟動自動換水，同時啟動現(xiàn)場語音和短信報警。

如只有一個參數(shù)超限，語音進(jìn)行現(xiàn)場播報，提示當(dāng)前的超限參數(shù)值，同時將播報內(nèi)容以短信形式發(fā)送到指定的手機(jī)。

3 遠(yuǎn)程控制

系統(tǒng)通過GPRS模塊定時將溫度和渾濁度數(shù)據(jù)發(fā)送到Y(jié)EELINK物聯(lián)網(wǎng)平臺，用戶可以通過手機(jī)app或電腦軟件查看數(shù)據(jù)曲線，并可實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。

點擊手機(jī)app圖標(biāo)打開YEELINK軟件。界面顯示溫度監(jiān)測、渾濁度監(jiān)測、換水控制、燈光控制。換水控制可以遠(yuǎn)程控制魚缸強(qiáng)行換水；燈光控制可以遠(yuǎn)程控制魚缸燈光的亮滅。

選中相應(yīng)的參數(shù)監(jiān)測，可以查看指定時間段內(nèi)參數(shù)曲線，如圖1、圖2，日期按鈕可以調(diào)節(jié)指定時間長度。

該系統(tǒng)的創(chuàng)新點主要體現(xiàn)在：

（1）通過物聯(lián)網(wǎng)平臺實時、遠(yuǎn)程監(jiān)測水質(zhì)參數(shù)；

（2）現(xiàn)場語音報警、遠(yuǎn)程短信報警相結(jié)合；

（3）通過物聯(lián)網(wǎng)平臺進(jìn)行換水等操作。

現(xiàn)在市場上已經(jīng)有許多智能魚缸，而這次研究的物聯(lián)網(wǎng)魚缸系統(tǒng)具有很高的性價比，它能通過GPRS將溫度、渾濁度數(shù)據(jù)發(fā)送到Y(jié)EELINK物聯(lián)網(wǎng)平臺，手機(jī)和電腦都可以查看實時監(jiān)控的數(shù)據(jù)并且進(jìn)行控制，這是其它智能魚缸所不具備的特點。綜合利用傳感器技術(shù)、自動檢測技術(shù)，開發(fā)了一套對魚缸內(nèi)部環(huán)境進(jìn)行監(jiān)控的方便，簡潔實用的自動控制系統(tǒng)。

系統(tǒng)軟硬件設(shè)計合理，其中單片機(jī)軟件采用模塊化的程序設(shè)計方法，各模塊相互獨立，提高了系統(tǒng)的可靠性和可擴(kuò)展性，整個系統(tǒng)具有較高的實用性。系統(tǒng)采用C語言編程，程序結(jié)構(gòu)清晰，按鍵操作和TFT液晶顯示屏界面非常友好，操作者在使用該系統(tǒng)時輕松方便。經(jīng)模擬運(yùn)行驗證，系統(tǒng)具有響應(yīng)速度快，操作簡便，工作可靠等特點采用遠(yuǎn)程控制，可以更方面的進(jìn)行控制，有較高的實用性。

[責(zé)任編輯：王楠]