基于AT89C51智能增氧機控制系統

姚盛軍1  張富強2  王慶福2

（1.湖北第二師范學院  武漢430205；2..湖北第二師范學院  武漢430205）

 

摘要：隨著國內漁業總產值在全國農業總產值的增長，近些年來，我國水產業養殖逐步向高容度發展。水產養殖總產量的逐年上升與水產養殖業逐步實現機械化有必然聯系，特別是與增氧機的廣泛使用是密不可分的。可以說增氧機是我國實現漁業現代化不可缺少的基本裝備。【1】

AT89C51單片機是高性能CMOS 8位單片機，片內具有4K bytes 的可反復擦寫的只讀儲存器和128 bytes的隨機數據存儲器，器件使用ATMEL公司高緊密非易失性存儲器技術制造，兼容標準MCS-51指令系統，片內置通用8位中央處理器和Flash存儲單元。其微處理器是一個由8位字長的高性能微處理器，其作用是讀入并分析每條指令。根據各指令的功能控制單片機的各功能部件執行指令的運算操作。【2】

RY952型溶氧傳感器是利用原電池作用或外加電壓使電極間產生電位差。由于這種電位差，使金屬離子在陽極進入溶液，而透過膜的氧在陰極還原。由此所產生的電流直接與通過膜與電解質液層的氧的濃度氧分壓成正比，當氧氣分壓變化時，滲進膜內的氧氣量也相應調整，而探頭電流也按比例改變。【3,、4】

 

 

關鍵詞：單片機  增氧機  控制系統  數值  氧量傳感器   光敏開關       

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Based On AT89C51 Intelligent Aerator Control System

sheng jun Yao 1 fu qiang Zhang 2 qing fu Wang 2

(1.Hubei University of Education ,wuhan,430205; 2.Hubei University of Education ,wuhan,430205)

Abstract：In recent years, as the output agricultural production increasing, china’s fisheries ranching is gradually developing. That aquatic products output of aquatic products has increased has a close relationship with that the mechanization of the fisheries ranching , particularly the widespread use of aerator. In another way , the aerator is an essential equipment in modern fishing. 【1】

AT89C51 single-chip microcomputer is high-performance CMOS eight microcontroller, has the 4 K bytes of the toerase  can be repeated the packet and 128 bytes of read only memory random data, the device using ATMEL company high closely nonvolatile storage technology manufacturing, compatible standard MCS-51 instruction system, piece of built-in general eight central processor and Flash storage unit. The microprocessor is by eight words long high-performance microprocessors, its effect is read and analyze each instruction. According to the instruction of the function of single chip control, each function components to carry out the instructions arithmetic operations. 【2】

RY952 type dissolved oxygen sensor is using original battery or an external voltage role to the generation between electrode potential difference. Because the potential difference, the metal ion in the anode go into solution, and through the membrane of oxygen in the cathodic reduction. Caused by the current directly through the membrane and electrolyte with layers of liquid oxygen concentration is proportional to the oxygen partial pressure and pressure change when oxygen points, worked in the amount of oxygen in the film and the corresponding adjustment, and probe current is also in proportion to change. 【3、4】

 

Key words：monolithic integrated circuits ;  aerator; control system; oxygen sensor; light-sensitive switch.        

 

 

 

 

0．系統設計【4、5、6】

本系統以AT89C51為控制核心，以RY952型溶氧傳感器為檢測核心。

智能增氧機控制系統實現的基本思路如下：

（1）由檢測裝置測氧儀傳感器（RY952型）測定氧氣的含量，將測定的數值傳送給單片機(AT89C51)。并由檢測系統將檢測的數值傳送顯示在單片機電路板的數碼顯示器上(多位數碼顯示系統，7448七段顯示譯碼器)。

（2）單片機有預先編入的程序，單片機將接受到檢測裝置的數值根據設定程序中的數值進行分析比較，并發出相應的指令。

①當單片機接受到檢測裝置的數值比所設定的數值大或相等時，說明氧氣含量充足。單片機的進行循環檢測，此時增氧機不工作。

②當單片機接受檢測裝置的數值比設定的數值小時，說明氧氣含量不足。此時單片機發出的指令使發光二極管發光，通過發光二極管控制光敏開關的開啟，增氧機就通過光敏開關開啟，完成增氧工作。

智能增氧機控制儀24小時在線監測及控制，以保障氧氣的供應。

0.1工作原理圖【7】

如圖（1-1）所示：

圖（1-1）工作原理圖

2.主要硬件電路設計

如圖（1-2）所示：

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

圖（1-2）仿真電路圖

 

 

 

 

主要硬件電路設計【8、9、10】

1.       顯示電路

       本系統中的顯示電路采用的是LED數碼管動態顯示，（圖    ）中將各個共陽極數碼管相應的短選控制端并聯在一起，僅有一個P3口控制，用八相同相三態緩沖器/線驅動器74LS245驅動。各位數碼管的公共端（位選端）由P2口控制，用六反相驅動器74LS04驅動。  

2.       報警系統

     AT89C51運算后由PO口輸出電信號，從而驅動蜂鈴器的動作。

 保障安全：本儀器的可靠性和精確度遠高于人工全憑經驗和感覺控制，即便儀器萬一發生故障，也能及時報警。

3.       光敏開關和線圈共同保證電源的連接。

一是由PO1口控制發光二極管，由發光二極管控制電機的啟動；二是從電路中引入支路，在電路中串聯開關、接觸器KM1，線圈KM1串聯在光敏開關電路中。一實現電氣互鎖的效果。

                                                                                                       

 

2程序流程圖（程序框架）【11】

如圖（1-3）所示：

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

    圖（1-3）程序流程圖

 

3智能增氧機控制系統程序：（略）【8、12】

 

4．小結

本系統采用的AT89C51為控制核心，AT89C51在現在技術已十分成熟，整個系統電路設計簡單，采用RY952溶解氧氧傳感器檢測可使檢測的含氧量精度在0.1mg/L。本系統在實際生產生活中具有廣泛的實用性。通過使用智能增氧控制儀，可以使魚塘水中溶氧量始終保持在安全范圍內，這不僅有利于魚類健康生長，且大大降低了勞動強度和養殖成本。另外，此控制儀還可廣泛的應用于醫院、老人家庭、礦井等地方。

­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­

 

參考文獻

【1】盧曉婭  中聯:聯合所有養殖戶發展中國水產業《當代水產》2009年第12期

【2】周潤景，徐宏偉，丁莉編著.單片機電路設計、分析與制作.—北京：機械工業出版社，2008.6

【3】董永貴 編著.傳感技術系統.—北京：清華大學出版社，2006.6

【4】董春利 主編.黃安春，潘洪坤 參編.傳感器與檢測技術[M].—北京：機械工業出版社，2008.2

【5】求實科技 編著.典型外圍器件及應用實例.—北京：人民郵電出版社，2006.2

【6】劉海成 主編.單片機及應用系統設計原理與實踐.—北京：北京航空大學出版社，2009.8

【7】何希才，薛永毅編著.傳感器及其應用實例.—北京：機械工業出版社，2004.1

【8】王靜霞 主編.單片機原理及應用技術（C語言版）[M]. —北京：電子工業出版社，2009.5

【9】高志，黃純穎  主編.清華大學，北京科技大學，中南大學編.機械創新設計（第2版）—北京：高等教育出版社，2010,7

【10】熊幸明主編.工廠電氣控制技術（第2版）.—北京：清華大學出版社，2009.3

【11】藍和慧，寧武等編著.全國大學生電子設計競賽單片機應用技能精解. —北京：電子工業出版社，2009.4

【12】楊莉，李鴻翔 主編. C語言程序設計.—北京：科學出版社，2009.4

 

 

作者簡介：姚盛軍，出生于1991年，男，湖北江陵人，湖北第二師范學院機械設計與制造專業，大專學歷，從事于機械生產制造行業。此項目榮獲湖北省第八屆“挑戰杯”三等獎。

QQ：729512098    13277073977

本論文僅供學者查閱，若涉及論文核心，使用前請與作者聯系，作者對此論文有永久版權。