1. 研究目的与意义
在中国的历史长河中农业一直是作为一直繁复的人工劳作进行，而在二十一世纪的现代，我们已经进入自动化运作。人类十九世纪70年代便已进入电气时代，二十世纪中叶更是进入科技时代，国外发达国家早已将繁杂的人工操作农业带人到机械化、自动化的时代。所以为了追求时代的脚步，我国的农业现状急需发生转变。而农业中的水产品是国人饮食的重要组成部分，农业部印发《全国渔业发展第十三个五年规划》，提出到将减少海洋捕捞，提高淡水养殖。所以淡水养殖技术的发展成为本次课题的选择。同时国家在十三个五年规划中提出加强建设现代化渔业发展扶持，所以由此我们可以看出研究水产品智能化养殖技术是有一定的市场前景的，同时也为我国渔业的现代化发展做出一定的贡献。基于此，本项目主要通过可编程逻辑控制器PLC（Programmable Logic Controller ）与通用分组无线服务技术GPRS（General Packet Radio Service)来控制水温、水位、物料投放，同时接受运行来自水位传感器、水位传感器、物位传感器的信号，经过计算机运算，通过人机交互界面进行调节所控对象，来达到减少人工操作养殖的目的，使人类有更多充足的时间进行更有意义的活动中去。对提高水产品的精准养殖与智能化监控有着重要意义，符合国家十三个五对渔业养殖提出的要求。对提高我国渔业结构调整，社会主义建设，提高渔民生活质量有重要意义。
国内外对于水产品养殖，现如今在智能化监控、控制养殖方面已有部分研究与成果。李新慧等（2013）以CC2530为射频收发器的低功耗无线传感器网络节点，实现了对水产养殖水质参数的采集、处理和显示。刘星桥等（2006）采用移动GPRS无线通讯技术和互联网技术进行远程数据采集与监控。试验结果表明,该系统操作方便，人机界面操作便捷，能够实现实时监控鱼池中的多环境因子和在线鱼病诊断。池涛等（2009）以全数字化模式可以大量布置监测点，现场检测到的各种测量信号以及控制信号都以数字信号的形式通过一对导线传输到现场总线网络上的任何智能设备，而不需要复杂的多I/O电缆布线。模糊控制器的设计使系统基于专家知识构架，提高了整个系统的智能化水平。周旋等（2014）采用单片机和Zigbee设计了无线智能监控系统，将Zigbee技术与GPGS/GSM通信技术融合，将采集数据的分析结果直接发到智能手机终端，让养殖户能随时随地掌握养殖池的实际情况。应用于工厂化水产养殖中，为水产养殖的高产量、大规模、低成本、低能耗、高质量的目标提供技术支持。林永铖等（2015）为了减少淡水养殖风险和成本以及提高水产品产量，设计了一套基于物联网技术的淡水养殖监控系统。此系统可以监测养殖水体pH、温度、深度、DO(溶解氧)、浊度等对水产品生长有重大影响的水质参数，根据需要进行水质调节和控制养殖场的设备，如增氧泵、增温棒、喂食器、水泵等，完成淡水鱼养殖自动化的管理。通过无线传感网络对养殖场水质进行远程监控， 实现了对水产品养殖的智能监控与精细管理，有效增加水产品产量,提升水产品质量，扩大生产规模,实现水产养殖业的健康可持续发展。根据以上的一些国内外的研究成果可以看到，多选用单片机进行研究，但是用单片机进行会出现控制不稳定，抗干扰能力弱，故障率高，不易扩展的情况。而PLC则有较强的抗干扰能力，易扩展，开发周期短的优势，所以本次课题将选用PLC来作为控制进行研究。运用水温、含氧量传感器检测所需信号，然后通过模数转换模块给PLC，通过PLC中的程序运算，给制氧机、热泵信号，使其运作达到所需的平衡。
2. 研究内容与预期目标
（1）掌握PLC的基本原理；
（2）掌握PLC的硬件组成及结构；
（3）熟练掌握PLC的编程方法；
3. 研究方法与步骤
本可以拟用PLC为控制芯片，用含氧量、水温传感器来做信号检测与输入，用制氧机、热泵做为对鱼塘内的氧气含量及水温进行调控，人机交互则通过GPRS传输来完成。
其设计的主要步骤：
（1）查阅含氧量、水温传感器，制氧机，热泵，GPRS等相关资料，学习PLC的相关知识及组态软件的使用。
4. 参考文献
[1]张运刚.PLC系统编程调试入门:S7-200问与答[M].北京:机械工业出版社,2014
[2]马林联.PLC技术及应用教程[M].北京:中国电力出版社,2014
[3]庞科旺,袁文华.PLC电气控制系统设计及应用[M].北京:中国电力出版社,2014
5. 工作计划
（1）2022-2-20～2022-3-17（4周） 查阅相关背景及技术资料，制订具体计划，撰写开题报告。
（2）2022-3-20～2022-3-31（2周） 提出实现方案，熟悉PLC硬件资源及编程技巧，熟悉触摸屏使用方法。
（3）2022-4-03～2022-4-21（3周） 设计电路原理图，提出程序框图，编制控制程序。
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