【文章內(nèi)容簡介】 高收益，所以說基于單片機的魚用投餌機不僅大大的提高了勞動收入而且還大大的減輕了勞動力。 第 節(jié) 研究范圍與內(nèi)容 研究范圍 我們經(jīng)過兩年多的時間，對現(xiàn)階段市場上銷售的自動投餌機進 行分析研究以后，試研制出一種可以按照所需日投喂量來設(shè)置的魚用全自動投餌機，即由單片機控制的葉輪式喂料器全自動投餌機，它的特點就是打破了目前國內(nèi)自動投餌機只能依靠時間設(shè)置不能按投喂量來設(shè)置的模式，可以直接按照所需的日投喂量來進行設(shè)置、自動定時定量投喂。所謂自動定時定量投喂，就是上述自動投餌機在設(shè)定的時間內(nèi)自動開機并且投出原先設(shè)北京化工大學(xué)北方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（ 論文） 8 置好的投喂量，投喂完畢后機器自動關(guān)機。該投食機的控制器設(shè)有從 15～200kg，總共 18 個級別的每天投喂量，這樣就可以滿足從 1333～ 10000m2的魚塘在各種條件下選擇的每天投喂量。自動 控制器會把我們原先所設(shè)定的日投喂量平均分為上、下午兩部分，按原先設(shè)定好的上下午開機時間自動開機進行投喂，投喂工作程序運行完畢后投食機便會自動停機，投喂結(jié)束后，自動控制器進入一種靜止狀態(tài)，靜靜的等待下一次的啟動。如果在一段時間內(nèi)投喂量和投喂時間不需改變的話，只須定期的補充飼料便可，不用再對投食機另行設(shè)置。 研究內(nèi)容 該機的關(guān)鍵首先是對于喂料器的設(shè)計，我們所選用得喂料器是由 6 片葉片構(gòu)成的葉輪式喂料器，飼料可以通過喂料器的進料口慢慢落入葉輪葉片之間的扇區(qū)，然后經(jīng)過葉片的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)到喂料器的出料口，最后落 入離心拋盤拋撒出去，我們之所以會采用這樣的傳動喂料方式，是由于葉輪葉片之間的扇區(qū)容積是相對固定的，喂料器的 6 個扇區(qū)容積都相等，分料量準確這樣便于控制，很容易就能計算出時間單位的喂料量來，而且飼料能夠均勻的落入到離心拋盤。另外，當機器停頓時，由于我們選的葉輪為 6 片葉片分隔，這樣飼料會立即被阻隔住，不會繼續(xù)落到離心拋盤上。上述葉輪式喂料器所具備的這些功能特點，是非常適合那些作為以投喂量來設(shè)置的控制裝置，使得喂料器除了完成喂料功能以外，還拓展為可以由時間的 但是有時候問題并不是 這樣簡單的，由于現(xiàn)在的魚飼料都是小圓柱體的顆粒，當顆粒飼料從飼料箱落入喂料器時，很容易被卡在葉片與喂料器機殼的擋板之間，這樣會使得喂料器不能正常運行。如果我們單純?yōu)榱吮苊忸w粒飼料被卡而在設(shè)計的時候把葉片與喂料器機殼的擋板之間的間隙增大的話，那么飼料箱的飼料就會非常容易就通過這些間隙直接流入離心拋盤，此時喂料器的功能就完全消失了，喂料器就如形同虛設(shè)，變得毫無 我們經(jīng)過反復(fù)的試驗后，我們想到的解決方法就是我們把葉片邊緣與機殼擋板開口處做成齒狀，讓兩者錯開，并且留有一定的間隙，當顆粒飼料處于葉片與喂料器機 殼的擋板之間時，就會被葉片邊緣的齒尖與機殼擋板開口處的齒尖切斷，這樣葉片就不會再被飼料卡住，喂料器就可以正常北京化工大學(xué)北方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（ 論文） 9 運行了，雖然這個改進說起來很簡單，但是對于我們這個產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和功能是個關(guān)鍵性的突破，最終使得我們的投餌機能自動進行定時定量投喂成 我們在設(shè)計自動控制器的時候，在硬件方面，我們采用了目前自動化控制系統(tǒng)廣泛使用的 MCS— 51 系列 89C51 單片機作為控制系統(tǒng)的主機，時鐘控制選用的是 DS12887 芯片，該芯片有內(nèi)置電池和寄存器，使得設(shè)備運行起來運行指令和時鐘運行不受停電、斷電及關(guān)機等因素的影響，保證 實時控制的穩(wěn)定性和連續(xù)性。在軟件設(shè)計上，我們著重考慮到一方面要提高自動化程度，在另一方面要盡量使設(shè)備操作簡便，易于上手。例如在設(shè)備控制日投喂量的設(shè)計當中，我們選用固定的 18 個 15～ 200kg 的級別的日投喂量，再根據(jù)養(yǎng)殖戶所掌握的養(yǎng)殖技術(shù)和經(jīng)驗，他們在設(shè)備上將拋撒 — 停頓的時間按照各個日投喂量的情況，設(shè)計好后配置到各個日投喂量中去，配置好后通過一個按鍵進行選擇、確定，使設(shè)備的操作過程簡單化。我們在設(shè)計時不選用設(shè)置一個 0～ 9 的鍵盤，然后讓用戶自行設(shè)置每日的投喂量、拋撒時間、停頓時間等等。設(shè)置一個 0～ 9 的健盤讓用戶 自行設(shè)置，這樣做雖然給了用戶很大的選擇空間，但在設(shè)備上實際操作起來就會比較復(fù)雜，這樣做實質(zhì)上這是不了解養(yǎng)殖技術(shù)，把復(fù)雜問題交給用戶自行處理的一種很不負責任的做法，這樣做不僅增加了操作量還大大降低了自動化程度。每天設(shè)備的定時開機時間是需要由用戶自行確定的，由于執(zhí)行日投喂量的程序我們已經(jīng)全部都設(shè)置好與日投喂量相應(yīng)的運行時間，所以在每一次投喂過程結(jié)束后便設(shè)備便會自動關(guān)機，用戶無需再設(shè)定關(guān)機時間。這是提高自動化程度的一個要點。 第 節(jié) 研究視角與方法 研究視角 對于本課題我們采取以下幾個視 角進行研究： （ 1）調(diào)查視角，前期我們通過走訪以下養(yǎng)魚用戶，了解了現(xiàn)今養(yǎng)魚業(yè)的一些現(xiàn)狀，現(xiàn)如今我國養(yǎng)殖業(yè)大部分地區(qū)都采用了自動化養(yǎng)殖，對于自動化投餌機我們做了很多調(diào)查，在調(diào)查中我們發(fā)現(xiàn)大部分養(yǎng)殖戶用的投北京化工大學(xué)北方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（ 論文） 10 餌機是振動式喂料機，這種喂料機雖然能起到自動喂食的作用但是投料范圍小，容易造成魚料堆積污染池塘，而且小范圍的投料會導(dǎo)致有些魚無法吃到食物，阻礙生長。 （ 2）基于單片機的魚兒投食機給養(yǎng)殖業(yè)帶動的經(jīng)濟效益，運用基于單片機的投餌機不僅可以大大的解放勞動力，而且還節(jié)約了大量的飼料，這樣雖然我們在前期的投入可能會增 加一些但是站在長遠的角度看我們會能收獲到巨大的經(jīng)濟利益，所以基于單片機的魚兒投食機現(xiàn)在漸漸被廣大漁民所接受，并越來越受人們的歡迎。 （ 3）基于單片機的魚兒投食機的運行基礎(chǔ)，由于我們采用的是單片機作為本系統(tǒng)的核心硬件，所以此魚兒投食機大部分的操作都是基于單片機系統(tǒng)的自主操作，不用依靠人力天天盯著，這樣就大大的解放了我們的雙手。 （ 4）基于單片機的魚餌投食機和普通投食機的區(qū)別，一個就是投食距離，普通的投食機只能投喂小范圍的魚餌，新型魚餌機可以根據(jù)池塘的大小投喂不同的距離，再一個就是新型投餌機可以做到定時、定量 ... 研 究方法 在寫論文時我們采取了以下幾種研究方法： （ 1）調(diào)查法，這是最普通的一種方法，也是最普遍的，前期我們采取問卷調(diào)查的方式對一些漁民進行了走訪，然后對于他們現(xiàn)在用的魚兒投食機的一些優(yōu)點或者不足做了記錄。 （ 2）實驗法，這個在本系統(tǒng)中是主要的研究方法，我們在實驗中人為的改變對象的存在方式、變化過程使它服從于科學(xué)認識的需要。我們做科學(xué)實驗的目的就是根據(jù)研究的需要借助各種方法技術(shù)減少或消除各種可能影響結(jié)果的無關(guān)因素的干擾，以此來確保實驗結(jié)果的權(quán)威性。 （ 3）文獻研究法，文獻研究是為了給我們 提供一些理論的基礎(chǔ)，我們通過網(wǎng)上或者在圖書館對于一些資料的查詢可以讓我們少走許多的彎路，在研究過程中我們會遇到大大小小的問題，這時我們可以通過此種方法來解決困難，另外我們還可以通過文獻查閱來了解問題的歷史和現(xiàn)狀，以及找到解決困難的方法。 （ 4）實證研究法，再完美的理論數(shù)據(jù)也不能作為實際數(shù)據(jù)，當我們的研究完成時我們必須通過實證來證明我們研究的正確性，通過不斷的實北京化工大學(xué)北方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（ 論文） 11 證實驗來提高我們理論數(shù)據(jù)和實驗數(shù)據(jù)的契合度，只有這樣我們才能讓我們的研究接近實際，應(yīng)用于實際生產(chǎn)中，而不是紙上談兵。 北京化工大學(xué)北方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（ 論文） 12 第 2 章 基于單片機研究的魚餌投食機的概況 第 節(jié) 魚餌投食機的總框架圖 在本系統(tǒng)中基于單片機設(shè)計的魚用投餌機主要是由輸送系統(tǒng)和投餌系統(tǒng)這兩大兩部分組成的。 系統(tǒng)中輸送系統(tǒng)是由輸送減速電機帶動旋轉(zhuǎn)式供料器來進行物料輸送的 。在 輸送攪龍的引導(dǎo)下飼料從料斗順利落到高速旋轉(zhuǎn)的葉輪盤上。輸送減速電機的轉(zhuǎn)速是恒定的，其運行時間的長短決定了供料的多少。在此系統(tǒng)中投餌系統(tǒng)采用的是離心拋料裝置，讓投餌電機帶動葉輪盤為魚餌提供初始的運行速度。投餌電機的轉(zhuǎn)速決定了投餌的遠近。 第 節(jié) 技術(shù)指標 220V 70W 18W 450 650 980mm 40kg 北京化工大學(xué)北方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（ 論文） 13 載 料 100kg 12m，弧度為 110 24h 當前漁業(yè)養(yǎng)殖行業(yè)中對魚類優(yōu)良品種的開發(fā)、引進、培育的技術(shù)已達到很高的水準，另外在飼料加工，技術(shù)、設(shè)備等方面也有了很大的提 升，相對來說，在漁業(yè)養(yǎng)殖過程中對提高生產(chǎn)效率和提高飼料利用率方面卻顯得跟不上時代的步伐。就目前來說還有特別多的漁業(yè)養(yǎng)殖場、戶都是使用人工投喂魚料，一方面要浪費大量的勞動力，增加非常多的資金投入，另外一方面人工投喂這項工作是一項非常簡單重復(fù)的事情，工人在從事人工投喂長時間的單調(diào)工作中，工人很容易受到各種外在因素的影響，使得飼料白白浪費掉，飼料的有效利用效率得不到保證，可以毫不客氣的說，與人工投喂比較，在一個池塘養(yǎng)殖相同的魚類品種、使用相同的飼料、飼料使用量相同的情況下，使用基于單片機自動化控制程度高的自動投餌 機能 基于單片機控制設(shè)計的葉輪式喂料器全自動投餌機具有定時、定量、定位以及拋撒面積寬、拋撒均勻，少量多次投喂等優(yōu)點。這些優(yōu)點使得池塘里的魚攝食均勻，這樣就避免了有的魚吃的過多，有的魚吃不到飼料這種現(xiàn)象，這樣可以減少飼料的浪費，飼料在魚的消化道中停留時間延長利于魚的消化吸收能使魚得到更多的營養(yǎng)，從而可以有效得提高飼料的利用率，而且在整個過程中一切的運行都是自主完成的，這樣我們就可以完全擺脫人工喂食的束縛，充分的解放自己。另外，我們還可通過自己調(diào)整日投餌量來滿足不 同魚類的養(yǎng)殖品種以及不同生長時期、不同季節(jié)的魚類，這樣我們就不用擔心由于操作不當而導(dǎo)致魚類的死亡了，從而提高了飼料利用率和魚類的存活率，促進了魚的生長，使不同時期的魚都能按照一樣的速度生長，這也是有效地提高飼料的利用效率減少了人力資源的浪費。由基于單片機控制的葉輪式喂料器全自動投餌機，使用它所產(chǎn)生的經(jīng)濟效益是非常顯著的，說白了就是從提高飼料利用率和降低勞動投入成本這兩方面來增加養(yǎng)魚人的收入。 北京化工大學(xué)北方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（ 論文） 14 第 節(jié) 投食機的參數(shù)指標 （ 1）投餌機裝餌容積，就目前來說我國的網(wǎng)箱養(yǎng)魚生產(chǎn)中等產(chǎn)魚在 8 萬斤 /畝 ,折合起來 3000 斤 /箱，投餌料密度自行測定、最高投餌量占魚體重量的 4 倍 ,這么計算下來盛裝餌料容積以 米 /盆是最適當?shù)?。否則 ,容積過小勢必會增加人工裝餌的次數(shù) ,這樣勞動力就浪費了 ,另外容積太大的話又會增加網(wǎng)箱的負重 ,這樣會對投餌機的結(jié)構(gòu)形狀產(chǎn)生一定的符合，嚴重的可能會損壞投餌機的結(jié)構(gòu) ,現(xiàn)今國內(nèi)普遍都采用長方體 ,假如我們統(tǒng)一改為圓柱體 ,則具有省料、強度大、穩(wěn)定性而且在以后的更換或者維護中更能統(tǒng)一維護 ,還有就是對于惡劣環(huán)境比如在風浪大、浮力有限的網(wǎng)箱中使 用有著更為明顯的便利。 （ 2）動力投餌機大多數(shù)用于水庫網(wǎng)箱養(yǎng) 魚行業(yè) ,并且大多數(shù)水庫養(yǎng)魚單位對于要在水面上架設(shè)動力電線路感到無法做到而且在水面上架設(shè)動力電線路對于環(huán)境的要求也比較嚴格。因此 ,在設(shè)備中采用小功率直流電或蓄電池作為動力源 ,對于一些大型的企業(yè)來說是非常必要的因為安全性高而且相對穩(wěn)定。如今國內(nèi)現(xiàn)有的投餌機大多數(shù)采用半自動控制系統(tǒng) ,人為地進行關(guān)、啟 ,這樣就會形成大量的人力資源的不必要使用。我們一般可以采用全自動控制 ,以光 電管作為啟動主開關(guān) ,以脈沖、鐘控等作為延時控制 ,這樣 ,我們既節(jié)省了人力資源 ,又可以自主控制投喂次數(shù)，投喂時間和間隔時間。 （ 3）投餌 量，養(yǎng)殖方式、 池塘大小和魚類品種的不同 ,決定了餌料投用量的不同。采用直流電機的調(diào)速反饋系統(tǒng) ,我們可以 根據(jù)自己的需要來決定投餌量的多少 ,使基于單片機的投餌機被養(yǎng)魚用戶廣泛應(yīng)用。 （ 4）投餌面積，投餌面積撒布的大小 ,即池塘所有魚索餌聚集面積 , 投餌面積對于每尾魚是否同步生長有著非常重要的影響，如果投餌面積小那么個體弱小的魚老是不能及時的吃到足夠的魚料 ,而個體強壯的魚則吃得過多 ,同一時期的魚在抓捕時就會出現(xiàn)個頭懸殊的現(xiàn)象。要想解決這個間題就必須使投