摘 要

水产养殖业在我国的国民产业扮演者非常重要的角色，在国民经济中也占有非常大的比重。从近几年的市场上看，我国的水产养殖面积正在逐年增长，工业化养殖所占的比例也是在逐年增加。传统的水产养殖业生产效率比较低，资源的利用率有限，操作管理方式繁琐，而由于水产养殖中使用的科技水平不高，大多停留在人工经验的判断和决策的水准上，具有较强的主观性和滞后性。传统的水产养殖方法使养殖户不鞥精确地对水产水质做出判断，就会导致疾病频发，成本浪费，损失严重。调整水产养殖业从传统走向科技化，大力推广水产养殖的智能化，是未来水产养殖的发展方向。

本文构建了基于MSP430系列单片机的水产养殖水质监测系统。该系统的主控芯片采用MSP430F149单片机，传感器模块以PH复合电极测量水体的PH值和DS18B20温度传感器测量温度以及极谱式溶解氧电极测量水体的溶解氧，数据通过LCD12864液晶显示，超过限值则通过蜂鸣器报警。

关键词：水产养殖；MSP430F149；单片机；水质监测 ；传感器

Abstract

Aquaculture industry plays a very important role in our national industry, also occupies a large proportion in the national economy. Look from the market in recent years, the aquaculture area in China is increasing year by year, industrial farming proportion is also increasing .Traditional aquaculture production efficiency is low, the utilization rate of resources is limited, the tedious operation management way, as used in the aquaculture technology level is not high, mostly stay in the human experience of judgment and decision-making level, has strong subjectivity and hysteresis. Traditional way of aquaculture makes the water quality in aquaculture farmers unable to accurately judge, it will lead to frequent disease, waste of resources, serious loss. Adjust the traditional aquaculture to science and technology, vigorously promote intelligent aquaculture, it is the development of aquaculture in the future.

This paper constructs the aquaculture water quality monitoring system based on MSP430 series SCM. Master control chip of the system adopts MSP430F149 MCU and sensor module with PH composite electrode measuring water PH and DS18B20 temperature sensor temperature and dissolved oxygen electrode polarographic type measurement of dissolved oxygen, water data through LCD12864 , exceed limit through the buzzer alarm.

Key Words：aquaculture；MSP430F149；MCU；water quality monitoring；sensor

目 录

第1章 绪论 1

1.1 研究的目的及意义 1

1.2 水质检测的相关参数 1

1.3 国内外研究状况 3

1.4 本文研究的主要内容 4

第2章 水质检测系统的总体设计 5

第3章 水质检测系统硬件组成 7

3.1主控芯片的介绍 7

3.1.1 MSP430F149简介 7

3.1.2 MSP430F149端口功能介绍 8

3.1.3 单片机MSP430F149的最小系统 10

3.2 传感器模块 11

3.2.1 温度传感器 11

3.2.2 PH传感器 12

3.2.3 溶解氧传感器 12

3.3单片机外围电路设计 12

3.3.1 复位电路 12

3.3.2 晶振电路 13

3.3.3 液晶显示模块 14

3.3.4 电源模块 16

3.3.5 键盘输入模块 16

3.3.6 报警模块 18

第4章 软件设计 20

4.1 主控制程序 20

4.2 数据采集程序 23

4.3 键盘输入程序 25

4.4 显示程序 27

4.5 报警程序 28

第5章 总结与展望 29

参考文献 30

附 录 32

致 谢 36

第1章 绪论

1.1 研究的目的及意义

水产养殖中的水质监测，不是偶尔测量，也不是说等发生了疾病以后再去测量，，而应该在整个养殖的过程中时时刻刻去测量。通过对水质的监测，时时刻刻把握水质的情况以及变化趋势，能够准确及时做调整，保持水产养殖水质的稳定和良好。

“养鱼先养水，好水养好鱼。”这个道理已经被人们所公认。但是，好水有什么标准，就不是所有的人知道的了。过去，养殖户判断水体的好坏仅凭肉眼，也总结出非常好的经验。但是，经验是有存在局限性的。这样，科学的水质监测和精确的分析手段就随之而产生。

现在，大众已经认可水质监测的重要性和必要性。很多养殖户都有比较先进的水质测量仪器。可使，他们并不能使用科学的水质测量方法，分析水质测量结果，以至于将测量出的结果用来指导生产，这样，反而水质测量仪器没有起到多大的作用。

溶解氧跟空气里氧气的分压、大气压、水温和水质有密切的关系，在20℃、100kPa下，纯水里大约溶解氧9mg/L。有些有机化合物在好氧菌作用下发生生物降解，要消耗水里的溶解氧。当水中的溶解氧值降到5mg/L时，一些鱼类品种就会发生呼吸困难。在自然情况下，空气中的含氧量变动不大，所以水温是主要的因素，水温越低，水中溶解氧的含量越高。在水产养殖中，水质的溶解氧是决定水体中的水产品和水体其他指标的一个主要因素，也决定着养殖是否成功和生长速度的一个主要指标。

1.2 水质检测的相关参数

要精确地、科学地进行水质测量、分析以及运用，就必须要了解所测量的水质指标的特点。我们就水质测量指标中的温度、溶解氧和PH值来进行说明。

温度，水产养殖中，正常温度是18-35℃，最适宜生长温度是25-32℃。