基于PLC的水产养殖环境监测系统设计开题报告

1. 研究目的与意义

伴随着社会的发展，人们对生活质量要求的提高，社会对日常所需的禽畜生产有了更高的要求。水生物的生存环境对水生物的生长指标是具有重要影响的，因此，对水产养殖的环境监控是具有重要意义的。为了解决规模化水产养殖自动化管理中存在的监测参数众多的问题，提出一种以PLC为核心处理器的多参数智能化监控系统。传感器将采集到的环境参数值传送到PLC，经过PLC处理后传送到上位机，上位机对数据进行分析、存储和显示，并发送相应指令到PLC来控制设备开启或关闭。结果表明，该系统检测灵敏，控制设备反应迅速，可使水产养殖环境参数控制在适宜范围内。

2. 课题关键问题和重难点

本课题是研究现代化水产养殖的无线自动控制系统，本系统通过四种传感器检测池塘水体环境因素并将测得的数据传输给plc，然后plc把已测数据与设定值进行比较，最终通过pid调节把各项水产环境因素调节到安全值。本系统最终的目标是改善池塘水体环境，提高水产养殖的数量和质量从而达到提高水产品产值的目的。

要解决的主要难点有：

（1）监测养殖水体的环境，包括温度、液位、氧气含量，并对这些因素进行自动控制，然后通过力控组态软件进行上位机监控；

3. 国内外研究现状（文献综述）

文献综述：

水产养殖业量然是一个新兴产业，但近几年来已在我国水产养殖中占有举足轻重的地位。目前来说，我国是全球最大的水产养殖大国，水产养殖可养殖面积大约是 260万公顷，但是由于多数水产养殖为粗放式养殖，对水质的检测不到位且缺之增氧机，导致氧气含量，ph值，温度等外界因素的影响，苗种放养成活率低。近年来养殖区域有缩减趋势，2015年尤为明显，水产养殖实时监控这一设计，可以做到对海水的溶解氧、ph值、温度等水产养殖环境的各种参数进行实时监控并适当调节，同时对暴雨的到来提前预知并适当进行相应举措。进而使养殖生产方式做到工程技术结合科学管理，提高鱼苗成活率，减少不必要的损失并降低水产养殖生产对环境的污染，实现水产养殖的规模化、集约化进一步深化，促进水产养殖业实现健康可持续发展。因此水产养殖这一设计具有现实研究意义。水产养殖实时监控系统主要应用远程监控技术[1-3]远程监控是国内外研究的前沿课题，国内外都展开了积极的研究。1997年1月，首届基于 internet 的远程监控诊断工作会议由斯坦福大学和麻省理工学院联合主办，有来自30个公司和研究机构的 50多位代表到会。会议主要讨论了有关远程监控系统开放式体系、诊断信息规程、传输协议及对用户的合法限制等，并对未来技术发展作了展望。由斯坦福大学和麻省理工学院合作开发基于 internet 的下一代远程监控诊断示范系统，这项工作同时也得到了制造业、计算机业和仪器仪表业的 sun、hp、boeing、 intel、ford 等 12 家大公司的热情支持和通力配合^[4-5]。之后，由这些公司共同推出了一个实验性的系统 testbed。 testbed 用嵌入式web组网、用实时 java 和 bayesian net 初步形成在 internet 范围内的信息监控和诊断^[6]，

另外，许多国际组织，如mimosa、smppt、comaden等，也纷纷通过网络进行设备监控与故障诊断咨询和技术推广工作，并制定子一些信息交换格式和标准。许多大公司也在他们的产品中加入了internet的功能，如bentiy公司的计算机在线设备运行监测系统data manager 2000可以通过网络动态数据交换的方式向远程终端发送设备运行状态信息;著名的 national in-struments 公司也在它的产品labwindows/cvi以及labview中加入了网络通讯处理模块。国内对于远程监控技术也开展了积极的研究。目前，西安交大、华中科技大学、哈尔滨工业大学、南京理工大学等高校己取得了较为先进的研究成果^[7-9]

4. 研究方案

设计方案：

本设计主要对水产养殖环境进行温度、含氧量、光照强度进行监测，所以就需要控制三个模拟量输入和三个数字量输出，三个模拟量输入分别为水产养殖的温度值、氧气浓度、光照强度。三个数字量输出分别为：加热泵、打氧机、天窗。然后通过plc对环境进行调控。

研究方案：

5. 工作计划

第 1 周 接受任务书，领会课题含义，按要求查找相关资料；翻译相关英文资料

第 2 周 阅读相关资料，理解有关内容；写出开题报告一份；

第 3 周 确定plc可编程控制器、压力传感器和信号放大器，参阅有关资料、分析元器件；