一种渔业养殖专用自动增氧机的制作方法

本实用新型涉及养殖设备技术领域，具体为一种渔业养殖专用自动增氧机。

背景技术：

氧是鱼类赖以生存和生长发育必备条件之一，鱼对水中的含氧量非常敏感，如果缺氧，鱼会出现浮头情况，传统判断是否缺氧，渔民需花费大量时间、精力观察鱼塘情况。因此，近年来，一些水产养殖设备也是层出不穷，市面上现有的一些增氧机不能满足现行渔业发展的要求，不能做到在溶解氧的同时对水池进行加氧，同时不能实时对鱼池水温进行调节，设备操作步骤繁琐，生产效率低，成本高，不利于渔业养殖的创新型发展。为此，为了提高鱼类产品饲养的质量和数量，提升水产养殖技术的自动化水平，本申请提供了一种渔业养殖专用自动增氧机，自动监控氧气含量，当氧气含量降低时，自动启动水产增氧机运行，使鱼塘中水的含氧量和持在设定范围内，有效地提高了鱼类的安全性，同时当温度过低或过高时利用加热器和制冷机对水温进行自动调节，给鱼的生长提供舒适的环境，利用太阳能供电节约了电能，降低了成本，利用无线传输的方式对鱼池各项参数实时监测并通过上位机使得养殖员实时监控鱼池状况，自动化程度高，提高了生产效率，也实现了渔业养殖的创新型发展。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种渔业养殖专用自动增氧机，能够实时监控氧气含量，同时对鱼池水温进行自动调节，利用太阳能供电节约了电能，降低了成本，采用无线传输的方式对鱼池各项参数实时监测并通过上位机使得养殖员实时监控鱼池状况，自动化程度高，提高了生产效率，也实现了渔业养殖的创新型发展。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案予以实现：

一种渔业养殖专用自动增氧机，其特征在于：所述一种渔业养殖专用自动增氧机由微控制器、电源、含氧量检测电路、含氧量控制电路、温度检测电路、温度控制电路、LCD显示器、键盘、报警电路、计算机控制系统组成,其中电源、含氧量检测电路、含氧量控制电路、温度检测电路、温度控制电路、LCD显示器、键盘、报警电路分别与微控制器电连接，计算机控制系统由CAN通讯模块和上位机组成，CAN通讯模块与微控制器电连接，上位机与CAN通讯模块电连接。

所述微控制器采用STC89C52单片机最小系统。

所述含氧量检测电路由溶氧量传感器连接电阻、电容等元器件组成，溶氧量传感器型号为YC-2000，其中电阻R9一端接电源VCC，电阻R9另一端接溶氧传感器，溶氧传感器另一端接电阻R10、电阻R10另一端连接二极管D4、电容C3后与放大器IC2的正极端连接，放大器IC2的负极端接地，放大器IC2输出端接电阻 R13，电阻R13另一端接单片机的P1.7口。

所述含氧量控制电路采用双向可控硅SCR、增氧机结合可控硅触发器 MOC3021、电阻R14、R15、R16、R17、R18组成，可控硅触发器MOC3021内部由一个光敏二极管结合发光三极管构成，其中电阻R15的一端与51单片机的P1.4口连接，电阻R15的另一端与三极管VT1的基极连接，三极管VT1的发射极接地，电阻 R15的一端连接电源VCC端，电阻R15的另一端连接可控硅触发器MOC3021，三极管VT1的集电极与可控硅触发器MOC3021连接，可控硅触发器MOC3021连接可控硅 SCR1的G极，可控硅SCR1的T1极与电阻R8的一端连接，可控硅SCR1的T2极与电阻 18连接，电阻R16、R17另一端与增氧机连接。

所述温度检测电路由温度传感器连接稳压二极管D3、放大器IC1、滑动变阻器RP1、RP2及定值电阻R5、R6、R7、R8组成，其中温度传感器为AD590，放大器 IC1为OP07，温度传感器AD590的一端接电源端VCC后与电阻R5连接，电阻R5另一端接稳压二极管D3、稳压二极管D3另一端接电阻R20，电阻R20接温度传感器 AD590后接放大器IC1正极端端，滑动变阻器RP1接变阻RP2,变阻RP2接电阻R6，电阻R6接放大器IC1负极端端，放大器IC1的输出端接电阻R8，电阻R8另一端接 STC89C52单片机最小系统的P1.3口。

所述温度控制电路包括加热电路和制冷电路，其中加热电路由加热器和继电器控制开关连接电阻R1、R2、三极管VT1组成，其中STC89C52单片机最小系统的P2.3口接电阻R1,电阻R1另一端接三极管VT1的基极，三极管VT1的发射极接地，三极管VT1的集电极接继电器K1，继电器K1接加热器，实现对加热器的开关控制；制冷电路由制冷机和继电器控制开关连接电阻R3、R4、三极管VT2组成，其中STC89C52单片机最小系统的P2.2口接电阻R3,电阻R3另一端接三极管VT2的基极，三极管VT2的发射极接地，三极管VT2的集电极接继电器K2，继电器K2接制冷机，实现对制冷机的开关控制。

所述LCD显示器采用LCD1602液晶显示器，LCD1602液晶显示器D0、D1、D2、 D3、D4、D5、D6、D7端通过排针RP1分别与单片机的P0.0、P0.1、P0.2、P0.3、 P0.4、P0.5、P0.6、P0.7连接，

所述报警电路由双刀双掷开关连接报警灯L1、L2组成，其中STC89C52单片机最小系统的P2.1口连接电阻R19，电阻R19另一端连接双刀双掷开关，双刀双掷开关a、c端之间接报警灯L1,b、d端之间接报警灯L2,报警灯L1用来对渔业养殖中溶氧量高低的报警，报警灯L2用来对渔业养殖中温度高低的报警。

所述电源包括太阳能充电面板、太阳能电池、逆变器和蓄电池，太阳能电池与太阳能充电面板和逆变器分别连接，逆变器与蓄电池连接，蓄电池给整个装置供电。

本实用新型的有益效果在于：实现了增氧机的自动化控制，太阳能供电降低了成本，节约了劳动力，提高了生产效率，给工作人员提供了方便，有利于渔业养殖的创新型发展。

附图说明

图1为本实用新型装置电路接线总图；

图2为本实用新型控制系统原理图；

图3为本实用新型微控制器引脚图；

图4为本实用新型电源结构示意图；

具体实施方式

一种渔业养殖专用自动增氧机，其控制系统原理图如图2所示：由微控制器、电源、含氧量检测电路、含氧量控制电路、温度检测电路、温度控制电路、 LCD显示器、键盘、报警电路、计算机控制系统组成,其中电源、含氧量检测电路、含氧量控制电路、温度检测电路、温度控制电路、LCD显示器、键盘、报警电路分别与微控制器电连接，键盘用来设定增氧机的温度和含氧量具体值，计算机控制系统由CAN通讯模块和上位机组成，CAN通讯模块与微控制器电连接，上位机与CAN通讯模块电连接。其工作原理解释说明：上位机与CAN通讯模块电连接各检测电路将微控制器即单片机的P1.7口所接收到的含氧量检测电路检测的鱼池溶氧量以及微控制器即单片机的P1.3口所接收到的温度检测电路检测的鱼池水温值信号通过通讯模块传给CAN模块后经过上位机进行显示，工作人员可根据上位机实时监控鱼池状况，并并自动调节各项参数使得鱼池各项参数达到鱼类养殖安全环境。

所述微控制器采用STC89C52单片机最小系统,其内部引脚分布图如图3所示。

本实用新型装置的电路接线总图如图1所示：其中含氧量检测电路由溶氧量传感器连接电阻、电容等元器件组成，溶氧量传感器型号为YC-2000，其中电阻 R9一端接电源VCC，电阻R9另一端接溶氧传感器，溶氧传感器另一端接电阻R10、电阻R10另一端连接二极管D4、电容C3后与放大器IC2的正极端连接，放大器IC2 的负极端接地，放大器IC2输出端接电阻R13，电阻R13另一端接单片机的P1.7口；其工作原理解释说明：含氧量检测电路用于对鱼池中的溶氧量进行检测，依据溶氧传感器检测原理结合电阻R9、电阻R10、电阻R13、二极管D4、电容C3、放大器IC2组成的检测电路实现对鱼池中的溶氧量进行检测，并将检测结果发送至微控制器即单片机的P1.7口，其中电阻R9将电源VCC输出的电压进行部分分压处理，使得流向溶氧传感器的电压减小符合溶氧传感器供压范围，防止从电源VCC 端输出过高的电压流经溶氧传感器使其烧毁损坏，放大器IC2及电阻R10、电阻 R13、二极管D4、电容C3组成的信号放大电路将溶氧传感器检测的鱼池中的溶氧量信号进行放大处理使其输出满足微控制器信号接收端即单片机的P1.7口接收电压信号幅值范围，电容C3用于对溶氧传感器检测的信号进行滤波处理，对溶氧传感器检测检测的杂信号进行滤除使其输出符合要求的不含杂信号。

含氧量控制电路采用双向可控硅SCR、增氧机结合可控硅触发器MOC3021、电阻R14、R15、R16、R17、R18组成，可控硅触发器MOC3021内部由一个光敏二极管结合发光三极管构成，其中电阻R15的一端与51单片机的P1.4口连接，电阻R15的另一端与三极管VT1的基极连接，三极管VT1的发射极接地，电阻 R15的一端连接电源VCC端，电阻R15的另一端连接可控硅触发器MOC3021，三极管VT1的集电极与可控硅触发器MOC3021连接，可控硅触发器MOC3021连接可控硅SCR1的G极，可控硅SCR1的T1极与电阻R8的一端连接，可控硅SCR1 的T2极与电阻18连接，电阻16、R17另一端与增氧机连接；其工作原理解释说明：含氧量控制电路用于根据含氧量检测电路所检测的鱼池中的溶氧量值实时调节鱼池中的溶氧量，其中利用可控硅触发器MOC3021结合电阻R14、R15、 R16、R17、R18组成的驱动电路实现驱动增氧机工作，1)、若微控制器即单片机的P1.7口所接收到的含氧量检测电路检测的鱼池溶氧量低于键盘在微控制器内部设定的标准溶氧量值，则微控制器即单片机的P1.4口输出高电平，该高电平经电阻R14、R15、R16、R17、R18及可控硅触发器MOC3021组成的驱动电路后驱动可控硅触发器MOC3021打开动作，可控硅触发器MOC3021驱动增氧机开始工作对鱼池内进行供养操作；2)、若微控制器即单片机的P1.7口所接收到的含氧量检测电路检测的鱼池溶氧量等于键盘在微控制器内部设定的标准溶氧量值，则微控制器即单片机的P1.4口输出低电平，该低电平经电阻R14、R15、 R16、R17、R18及可控硅触发器MOC3021组成的驱动电路后，不能驱动可控硅触发器MOC3021打开动作，可控硅触发器MOC3021输出低电平，不能驱动增氧机，增氧机停止对鱼池进行供养动作，利用可控硅触发器MOC3021控制增氧机的启动和停止，实现了对增氧机的快速启停控制，而且在增氧机启停较频繁时能够保护增氧机不受损坏，延长其使用寿命。

所述温度检测电路由温度传感器连接稳压二极管D3、放大器IC1、滑动变阻器RP1、RP2及定值电阻R5、R6、R7、R8组成，其中温度传感器为AD590，放大器 IC1为OP07，温度传感器AD590的一端接电源端VCC后与电阻R5连接，电阻R5另一端接稳压二极管D3、稳压二极管D3另一端接电阻R20，电阻R20接温度传感器 AD590后接放大器IC1正极端，滑动变阻器RP1接变阻RP2,变阻RP2接电阻R6，电阻R6接放大器IC1负极端，放大器IC1的输出端接电阻R8，电阻R8另一端接 STC89C52单片机最小系统的P1.3口。其工作原理解释说明：温度检测电路用于对鱼池中的水温进行检测，依据温度传感器AD590检测原理结合稳压二极管D3、放大器IC1、滑动变阻器RP1、RP2及定值电阻R5、R6、R7、R8组成的检测电路实现对鱼池中的水温进行实时检测，并将检测结果发送至微控制器即单片机的 P1.3口，其中电阻R5对电源输出的供电电压VCC先进行分压处理，使得流向温度传感器AD590的供电电压减弱符合温度传感器AD590的供压范围，避免从电源输出的高电压直接流经温度传感器AD590使其烧坏，稳压二极管D3将温度传感器 AD590输出的电压值进行稳压处理，保护温度检测电路中其他元器件，温度传感器AD590将检测到的温度信号值经放大器IC1、滑动变阻器RP1、RP2及电阻R6、 R7、R8组成的信号放大电路进行放大处理，并将放大后的温度检测信号值经电阻R8发送至微控制器即单片机的P1.3口。

温度控制电路包括加热电路和制冷电路，加热电路由加热器和继电器K1连接电阻R1、R2、三极管VT1组成，其中STC89C52单片机最小系统的P2.3口接电阻R1,电阻R1另一端接三极管VT1的基极，三极管VT1的发射极接地，三极管VT1的集电极接继电器K1，继电器K1接加热器，实现对加热器的开关控制；制冷电路由制冷机和继电器K2连接电阻R3、R4、三极管VT2组成，其中STC89C52 单片机最小系统的P2.2口接电阻R3,电阻R3另一端接三极管VT2的基极，三极管VT2的发射极接地，三极管VT2的集电极接继电器K2，继电器K2接制冷机，实现对制冷机的开关控制。其工作原理解释说明：温度控制电路用于依据温度检测电路所检测到的鱼池水温实现对鱼池中的水温进行实时调控，温度控制电路包括加热电路和制冷电路，其中加热电路利用电阻R1、三极管VT1、继电器 K1组成的加热驱动电路驱动加热器动作给鱼池中的水进行加热处理，1)、若微控制器即单片机的P1.3口所接收到的温度检测电路检测到的鱼池水温低于键盘在微控制器内部设定的标准温度值，则微控制器即单片机的P2.3口输出高电平，该高电平经电阻R1后至三极管VT1的基极驱动三极管输出高电平，三极管输出高电平驱动控制加热器启停的继电器K1得电，加热器打开开始给鱼池中的水进行加热处理，电阻R2用于对三极管VT1发射极输出电压进行分压处理，使得三极管VT1发射极输出低压后接地；2)、若微控制器即单片机的P1.3口所接收到的温度检测电路检测到的鱼池水温高于键盘在微控制器内部设定的标准温度值，则微控制器即单片机的P2.2口输出高电平，该高电平经电阻R3后至三极管VT2的基极驱动三极管输出高电平，三极管VT2输出高电平驱动控制制冷机启停的继电器K2得电，制冷机打开开始给鱼池中的水进行制冷降温处理，电阻 R4用于对三极管VT2发射极输出电压进行分压处理，使得三极管VT2发射极输出低压后接地；3)、若若微控制器即单片机的P1.3口所接收到的温度检测电路检测到的鱼池水温等于键盘在微控制器内部设定的标准温度值，则微控制器即单片机的P2.3口及单片机的P2.2口均输出低电平，该低电平均经电阻R1、 R2、三极管VT1及电阻R3、R4、三极管VT2后依然为低电平信号，不能使得控制加热器启停的继电器K1以及控制制冷机启停的继电器K2不得电，不能驱动加热器或者制冷机对鱼池水温进行加热或者降温处理。

所述LCD显示器采用LCD1602液晶显示器，其中LCD显示器用来显示当前增氧机参数值，LCD1602液晶显示器D0、D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7端通过排针RP1 分别与单片机的P0.0、P0.1、P0.2、P0.3、P0.4、P0.5、P0.6、P0.7连接。其工作原理解释说明：LCD1602液晶显示器只是将微控制器即单片机的P1.7口所接收到的含氧量检测电路检测的鱼池溶氧量以及微控制器即单片机的P1.3口所接收到的温度检测电路检测的鱼池中的水温值通过LCD1602液晶显示器显示， LCD1602液晶显示器显示只起到了对鱼池溶氧量及水温值显示的功能。

所述报警电路由双刀双掷开关连接报警灯L1、L2组成，其中STC89C52单片机最小系统的P2.1口连接电阻R19，电阻R19另一端连接双刀双掷开关，其中双刀双掷开关a、c端之间接报警灯L1,b、d端之间接报警灯L2,报警灯L1用来对渔业养殖中溶氧量高低的报警，报警灯L2用来对渔业养殖中温度高低的报警。其工作原理解释说明：1)、若微控制器即单片机的P1.7口所接收到的含氧量检测电路检测的鱼池溶氧量低于或者高于键盘在微控制器内部设定的标准溶氧量值，报警灯L1发出报警信号；2)、若微控制器即单片机的P1.3口所接收到的温度检测电路检测的鱼池水温低于或者高于键盘在微控制器内部设定的标准水温值，报警灯L2发出报警信号。

所述电源结构图如图4所示：包括太阳能充电面板、太阳能电池、逆变器和蓄电池，太阳能电池与太阳能充电面板和逆变器分别连接，逆变器与蓄电池连接，太阳能电池从太阳能充电面板获取直流电，逆变器把太阳能电池提供的直流电转变成交流电，存储在蓄电池内，蓄电池给整个装置供电。其工作原理解释说明：太阳能电池从太阳能充电面板获取直流电，逆变器把太阳能电池提供的直流电转变成交流电，存储在蓄电池内，给整个装置供电，利用太阳能供电节约了电能，降低了成本。

所述计算机控制系统包括CAN通讯模块和上位机，各检测电路将检测到的当前鱼池温度、溶氧量信息经单片机处理后，通过通讯模块传给CAN模块后经过上位机进行显示，工作人员可根据上位机实时监控鱼池状况，并并自动调节各项参数使得鱼池各项参数达到鱼类养殖安全环境。

以上实施例仅为本实用新型其中的一些实施方式，其描述较为具体，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。