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基于STM32的水产养殖水质监测与预测预警系统的设计与实现

更新时间：2020-04-14 04:51:52 大小：3M 上传用户：gsy幸运查看TA发布的资源 标签：stm32串口通信模式 下载积分：3分 评价赚积分 （如何评价?） 打赏 收藏 评论(0) 举报

资料介绍

针对传统水质监测难以实现实时监测与进行有关水质参数的预测，且传统人工检测水质参数的方式不仅精度较低，费时费力，无益于提高水产养殖的产量及预防水生生物病害的发生等问题，通过对基于STM32单片机水质监测系统的硬件与软件、传感器信息采集系统、串口通信模式等方面进行研究。设计了一种基于无线传感器网络的水产养殖水质多参数监测系统，该系统由传感器节点、路由节点、汇聚节点、上位机监控中心及远程监控中心等组成，并对汇聚节点硬件与软件部分做了详细的设计与分析，同时对上位机部分做了有关分析。研究了传感器信息采集系统，对温度、pH及溶解氧的调理电路进行了设计，对pH值信号放大电路与抗干扰进行了设计，对溶解氧采集温度补偿和大气压力补偿进行了有关分析。研究了人工神经网络在水质预测方面的应用，并在Matlab仿真软件中进行了试验。研究了鱼塘增氧机增氧过程的数学模型，设计了一种基于模糊自整定PID控制器，可对溶解氧进行智能控制。对系统的性能进行了研究，研究结果表明：pH、溶解氧和温度的平均相对误差为4.06％、3.10%和0.85%，满足要求。

  在文章结构上，可以分为6章。

  第一章，阐述了本课题的研究背景及其实际意义，介绍了当前国内外水质参数监测与控制技术、有线与无线传感器网络技术、信息融合技术与水质预测的研究现状，最后提出了本文研究的目的与内容。

  第二章，主要对传感器技术中的温度、pH与溶解氧传感器检测物理原理进行了简单介绍，并设计了无线传感器网络拓扑结构，对信息融合技术进行了综述。

  第三章，主要设计了一种基于STM32单片机的水质监控系统，对汇聚节点系统的硬件与软件部分做了详细的分析，并对上位机部分做了相关介绍。

  第四章，主要对传感器采集系统中温度、pH和溶解氧三个传感器进行了调理电路的设计，通过试验和计算得出了温度的拟合方程。对pH值信号放大电路与抗干扰设计进行了研究，对溶解氧采集进行温度补偿研究和大气压力补偿进行了研究。

  第五章，研究设计了一种自适应加权融合算法用来提高检测的精度；对于不同类传感器融合问题，提出了一种人工神经网络融合算法来提高水质预测的精度，分析了两级融合的过程，并确定了融合的结构。在Matlab中对设计的两级融合模型进行仿真与试验。最...

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