基于PID算法的水产养殖水质监控系统研究
随着社会经济的发展,水产养殖由传统的捕捞方式向着工厂化养殖方式转变。水产品的质量和经济效益与养殖环境的水质有着极其密切的联系,物联网近几年发展的十分迅速,以物联网技术为核心的水产养殖监控系统的研究变得尤为重要。针对目前出现的养殖场受外界因素影响水质波动过大的问题,研究了一套基于PID（Proportional Integral Derivative）算法的水产养殖水质监控系统。该系统将养殖区域水质中的溶解氧、p H值、温度三种主要因素作为监测对象,溶解氧的浓度作为调控对象,主要由三部分组成:感知层、传输层、应用层。（1）感知层由三个终端节点组成:分别为溶解氧终端节点、p H终端节点、温度终端节点。主要起到水质因素采集、溶解氧浓度的调控及超过阈值时进行报警的作用。（2）传输层采用LoRa（Long Range）无线传感网络,采用ESP32Wi-Fi模块个ATK-LoRa-01通信模块作为主控机节点,将感知层的采集数据进行汇总传输至应用层。（3）应用层实现各参数的监测和分项显示,服务器与APP（Applicaton）进行数据互传,APP通过传输层将控制指令下放至感知层,控制增氧泵和蜂鸣器的运行。目前,本系统在模拟水产养殖环境下调试成功,实现了对水体的溶解氧、p H值及温度三种因素的实时监测,对水体溶氧进行了调控,同时对控制算法进行了仿真比较,得出本系统的模糊PID控制算法能够更快速的趋于稳定,而且基本无超调,总体达到预期结果,解决了当溶解氧的浓度在阈值左右时,造成的增氧泵反复启停,使用寿命缩短的问题。并根据系统开发成本低、实用性强的特点,该系统适用于水产工厂化养殖方面。
- 作者：
- 朱家玮
- 学位授予单位：
- 塔里木大学
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2021年
- 导师姓名：
- 孟洪兵
- 中图分类号：
- S959
- 关键词：
- PID控制；LoRa通信；水产养殖；物联网
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