基于物联网的远程水产养殖控制研究

张胜男　邹静

【摘 要】随着物联网技术在日常生活和生产中的逐渐普及，各个领域掀起了物联网技术应用的热潮。本文介绍了基于物联网技术，对水产养殖环境参数进行实时监测并进行远程控制的智能系统。以环境温度和浑浊度为例，详细讲述了物联网技术与单片机控制技术在监控水产养殖过程中的应用。

【关键词】物联网；远程监控；单片机

0 引言

本文描述的系统是基于物联网技术，以对鱼缸温度和浑浊度等为例的水质参数进行实时监测并可实现远程控制的智能换水系统。可以解决观赏鱼等水产品在养殖过程中生存环境的问题。

本系统是以STC89S52单片机为核心微控制器，可以进行参数实时监测、并可实现现场及远程报警，集手动操作、自动换水、手机APP远程控制于一体的物联网控制鱼缸系统。

系统分别通过红外线、NTC温度计等传感系统来实时监测鱼缸的浑浊度和温度等水质参数，以控制鱼缸抽水和放水。若监测的浑浊度或水温超过上限值，该系统就会语音播报当前值，及时提示用户换水，同时可以直接将数据通过短信的方式发送到指定手机，进行远程提示；如两者都超限，则系统自动换水。

系统通过GPRS模块定时将所检测到的数据发送到YEELINK物联网平台，用户可以通过手机app或电脑软件实时查看鱼缸的水质参数，并且可以实现对鱼缸进行远程换水等操作的控制。

应用本系统，用户可以根据养殖鱼种类的不同，设置鱼缸温度和浑浊度等参数的上限值，系统分别通过红外线、NTC温度计等传感系统实时监测水质参数，当任意一个数据超过上限值时，语音播报当前参数值，现场提示用户换水，同时可远程发送短信到指定手机进行提示，用户可以根据需要远程控制换水，若两者都超过则可启动自动换水功能。用户也可以通过手动按钮自行进行换水。

系统参数通过GPRS实时发送到YEELIN物联网平台，用户可利用手机或电脑查看变化曲线，还可通过YEELINK平台发送换水、灯光开关等指令，系统会通过GPRS定时采集指令信息并进行相关操作。

本系统的关键技术主要为：

1 手动控制

系统设置了五个按键供用户操作。用户可通过复位按键进行系统复位；通过手动按钮第一个按钮实现无条件换水。

点按手动操作按钮，系统打开电磁阀，鱼缸开始放水，放水过程中，低水位开关监测到水位过低时，系统就会自动关闭电磁阀，停止放水。同时，系统打开抽水机为鱼缸进水，进水过程中，高水位开关监控最高水位，水位过高时系统就会关闭抽水机停止进水。

2 自动换水

自动换水的启动基于用户对水质参数上限值的设置。

设置按键控制对鱼缸不同水质参数的切换；点按该键，TFT彩屏会有箭头提示当前所设置参数，再次点按可实现切换；根据鱼类的不同，可通过+、-按键对当前设置参数的上限值进行加、减，设置完成后长按设置按键进行上限值保存。

系统会实时对鱼缸水质参数进行监测，当鱼缸的温度和浑浊度都超过设定的上限值，则启动自动换水，同时启动现场语音和短信报警。

如只有一个参数超限，语音进行现场播报，提示当前的超限参数值，同时将播报内容以短信形式发送到指定的手机。

3 远程控制

系统通过GPRS模块定时将温度和浑浊度数据发送到YEELINK物联网平台，用户可以通过手机app或电脑软件查看数据曲线，并可实现远程控制。

点击手机app图标打开YEELINK软件。界面显示温度监测、浑浊度监测、换水控制、灯光控制。换水控制可以远程控制鱼缸强行换水；灯光控制可以远程控制鱼缸灯光的亮灭。

选中相应的参数监测，可以查看指定时间段内参数曲线，如图1、图2，日期按钮可以调节指定时间长度。

该系统的创新点主要体现在：

（1）通过物联网平台实时、远程监测水质参数；

（2）现场语音报警、远程短信报警相结合；

（3）通过物联网平台进行换水等操作。

现在市场上已经有许多智能鱼缸，而这次研究的物联网鱼缸系统具有很高的性价比，它能通过GPRS将温度、浑浊度数据发送到YEELINK物联网平台，手机和电脑都可以查看实时监控的数据并且进行控制，这是其它智能鱼缸所不具备的特点。综合利用传感器技术、自动检测技术，开发了一套对鱼缸内部环境进行监控的方便，简洁实用的自动控制系统。

系统软硬件设计合理，其中单片机软件采用模块化的程序设计方法，各模块相互独立，提高了系统的可靠性和可扩展性，整个系统具有较高的实用性。系统采用C语言编程，程序结构清晰，按键操作和TFT液晶显示屏界面非常友好，操作者在使用该系统时轻松方便。经模拟运行验证，系统具有响应速度快，操作简便，工作可靠等特点采用远程控制，可以更方面的进行控制，有较高的实用性。

[责任编辑：王楠]