【正文】 參考文獻(xiàn)[1] ，250282.[2] ，168187.[3] 瞿雷，胡咸斌，；，70108.[4] 董大鵬，唐曉英，2528.[5] 顧瑞紅,，31（6）:13.[6] 成銳,李靜,雷鳴. ，9（12）:5458.[7] ，8085.[8] 封瑜,，33（3):2123.[9] 凌明，“Garfield”（5）：5560.[10] 原羿，21(6).[11]王高,姚密紅,118126.[12]Texas Instruments GHz IEEE [EB/OL] [13] Texas Instruments cc2430 A True SystemonChip solution for GHz IEEE [EB/OL] [14] EGAN emergence of ZigBee in building automationand industrial amp。在這半年的論文設(shè)計(jì)中，從開始的選題，到接下來的開題報(bào)告，外文翻譯，文獻(xiàn)綜述，正文撰寫，程老師費(fèi)了不少心思，他深厚的理論基礎(chǔ)、豐富的工程經(jīng)驗(yàn)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，都使我受益匪淺。 目前我國的工廠化養(yǎng)殖尚處在初級階段，今后要解決的核心問題是加快養(yǎng)魚水質(zhì)處理及其再循環(huán)利用。本文所設(shè)計(jì)的基于Zigbee的無線網(wǎng)箱溫度自動(dòng)檢測系統(tǒng)．減少了現(xiàn)場布線帶來的各種問題，對網(wǎng)箱節(jié)點(diǎn)的管理也更加方便，具有低成本、運(yùn)行可靠、適用面積廣等特點(diǎn)，為實(shí)現(xiàn)大規(guī)模水產(chǎn)養(yǎng)殖中網(wǎng)箱監(jiān)控的信息化自動(dòng)化，提高養(yǎng)殖產(chǎn)量和質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度具有很高的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。上電默認(rèn)設(shè)置使該系列產(chǎn)品能夠作為一個(gè)恒溫器獨(dú)立工作．溫度數(shù)值和溫度調(diào)節(jié)滯后值都可以編程。STTS75是在出廠前校準(zhǔn)的，無需其它外部組件。 網(wǎng)箱溫度監(jiān)控終端網(wǎng)箱溫度監(jiān)控終端最重要的功能是溫度監(jiān)控，并能及時(shí)將監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)信息發(fā)送到中心控制單元；為了保證網(wǎng)箱溫度監(jiān)控終端的正常工作，還需具有節(jié)點(diǎn)低電壓報(bào)警功能以及顯示功能。Zigbee協(xié)議通過軟件程序固化在CC2430的內(nèi)存中。主要模塊說明如下：MCU與Zigbee射頻模塊采用CC2430芯片。因?yàn)閆igbee的解決方案支持每個(gè)網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器帶有254個(gè)激活節(jié)點(diǎn)，多個(gè)網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器可以聯(lián)結(jié)大型網(wǎng)絡(luò)，所以本設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)連接選用串狀連接方式．多個(gè)網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器可以協(xié)同工作，這一特點(diǎn)保證了新增網(wǎng)箱節(jié)點(diǎn)的靈活加入，還可以滿足大規(guī)模的要求。可工作在2．14 GHz(全球流行)、868 MHz(歐洲流行)和915 MHz(美國流行)3個(gè)頻段上，分別具有最高至250 kbit／s、20 kbit／s、40kbit／s的傳輸速率，它的傳輸距離在10m～75 m的范圍內(nèi)，但還可以繼續(xù)增加。具有自組織、自適應(yīng)等智能屬性。在水養(yǎng)殖生產(chǎn)中，應(yīng)用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行水體溫度等數(shù)據(jù)的采集與傳送．對提高水養(yǎng)殖產(chǎn)量、降低生產(chǎn)成本、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度具有重要的意義。這種方式具有機(jī)動(dòng)、簡便、產(chǎn)量高及適應(yīng)水域廣等優(yōu)點(diǎn)，有著廣闊的發(fā)展前景。為ET選取5個(gè)語言變量值:NB, NS，Z，PS，PB。一般比較常用的是單輸入單輸出控制結(jié)構(gòu)或者雙輸入單輸出控制結(jié)構(gòu)。在本系統(tǒng)中溫度模糊控制的實(shí)時(shí)控制算法，就是得出采樣值的偏差e和偏差變化率ec，并根據(jù)量化因子KK2模糊化成相應(yīng)等級值E、EC，然后再根據(jù)已經(jīng)獲得的模糊控制總表，推算出相應(yīng)的模糊控制輸出量的等級值u。DISPLAY：MOV DPTR，0E100h ；8155初始化MOV A，03h ；設(shè)置8155輸出方式：A口、BU為輸出MOVX DPTR，AMOV LEDBUF，SDATAMOV R0，LEDBUFMOV R2，00100000b ；從左邊開始顯示MOV DPTR，OUTBITMOV A，00hMOVX DPTR，A ；關(guān)所有八段管MOV A，R0MOV DPTR，LEDMAPMOVC A， A+DPTRB MOV B， 8 ；送164ACALL DLPMOV A，R2MOV DPTR，OUTBITMOVX DPTR，A ；顯示一位八段管CALL DelayMOV A，SDATA+1MOV DPTR，LEDMAPMOVC A，A+DPTRMOV B．8 ；送164ACALL DLPMOV A，00010000bMOV DPTR，OUTBITMOVX DPTR，A ；顯示一位八段管CALL DelayMOVA．SDATA+2MOV DPTR，LEDMAPMOVC A，A+DPTRMOV B，8 ；送164ACALL DLPMOV A，0000l000bMOV DPTR，OUTBITMOVX DPTR，A ；顯示一位八段管CALL DelayMOV A，SDATA+3MOV DPTR，LEDMAPMOVC A，A+DPTRMOV B，8 ；送164ACALL DLPMOV A，00000l00bMOV DPTR，OUTBITMOVX DPTR，A ；顯示一位八段管CALL DelayMOV A，SDATA+4MOV DPTR，LEDMAPMOVC A，A+DPTRMOV B，8 ；送164ACALL DLP MOV A，00000010bMOV DPTR，OUTBITMOVX DPTR，A ；顯示一位八段管CALL DelayMOV A，SDATA+5MOV DPTR，LEDMAPMOVC A，CA+DPTRMOV B，8 ；送164ACALL DLPMOV A．00000001bMOV DPTR，OUTBITMOVX DPTR，A ；顯示一位八段管CALL DelayMOV DPTR，OUTBITMOV A，0MOVX DPTR，A ；關(guān)所有八段RETLEDMAP ；八段管顯示碼DB 3fh，06h，5bh，4fh，66h，6dh，7dh，07hDB 7fh，6fh，77h，7ch，39h，5eh，79h，71hDLPRLC AMOV R3，AMOV ACC．0，CANL A，0FDhMOV DPTR，DATl64MOVX DPTR，AMOV DPTR，CLKl64ORL A，02hMOVX DPTR，AANL A，0FDhMOVX DPTR，AMOV A，R3DJNZ b，DLPRET數(shù)據(jù)采集程序采樣始址送RO采樣次數(shù)送R3采樣通道數(shù)送R2選通RNO,啟動(dòng)ADC延時(shí)60微秒，讀A/D數(shù)據(jù)修改地址及通道號3通道都采用一次3次均采樣完返回修改地址圖42采樣程序流程圖圖42采樣程序流程圖圖42 采樣程序流程圖 43數(shù)字濾波程序流程圖初始化顯示參數(shù)化顯示參數(shù)開始關(guān)所有位顯示取顯示數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)移位輸出到164輸出時(shí)鐘脈沖到1648段碼完成輸出位選通信號延時(shí)位選通信號移位指向下一個(gè)顯示數(shù)據(jù)6位完成返回 圖44顯示程序流程圖水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境是一個(gè)非常復(fù)雜的多變量、大慣性、非線性系統(tǒng)，影響水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境因素很多，又有關(guān)聯(lián)的耦合現(xiàn)象，采用傳統(tǒng)的控制方法很難取得好的控制效果。BCD1： MOV B， 0AH ；10送BMOV A， 2AH ；溫度標(biāo)度轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)送ADIV AB ；數(shù)據(jù)除以10MOV SDATA，A ；商存入SDATA(即為50H)單元，即為十位數(shù)MOV SDATA+1，B ；余數(shù)存入SDATA+1(即為51H)單元，即為個(gè)位RET74LSl64是串行輸入并行輸出轉(zhuǎn)換電路，串行輸入的數(shù)據(jù)位由8155的PB0控制，時(shí)鐘位由8155的PB1控制輸出。 BCD碼轉(zhuǎn)換標(biāo)度變換時(shí)和轉(zhuǎn)換后的結(jié)果都是用二進(jìn)制進(jìn)行計(jì)算和存儲的，而在輸入／輸出中，按照人們的習(xí)慣均用十進(jìn)制數(shù)比較直觀一些。標(biāo)度轉(zhuǎn)換的目的是要把實(shí)際采樣的二進(jìn)制值轉(zhuǎn)換成BCD形式的溫度值、pH值、溶解氧濃度值等，然后存放到顯示緩沖區(qū)50H～55H。其流程圖如圖43所示。繼而再取第二個(gè)數(shù)據(jù)與第三個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，判斷方法亦然，直到最大數(shù)沉底為止。若變量變化比較緩慢，采用中值濾波效果比較好，但對快速變化過程的參數(shù)，如流量，則不宜采用。而在由微型機(jī)組成的自動(dòng)檢測系統(tǒng)中，為了減少對采樣值的干擾，提高系統(tǒng)的可靠性，則常常采用數(shù)字濾波的方法。其程序清單和程序如下。本課題中溫度、pH值、溶解氧濃度都是緩慢變化的量，故取采樣周期為10s。1，177。如果頻譜信號x(f)和采樣周期滿足下列條件：（1） 頻譜x(f)為有限頻譜，即當(dāng)∣f∣=fc (fc為截止頻率)時(shí)，X(f)=0。Ts太小，會使采樣數(shù)據(jù)量劇增，占用大量的內(nèi)存單元；Ts太大，會使模擬信號的某些信息被丟失。記數(shù)器T1用于串行通訊是產(chǎn)生波特率，不中斷。主程序寄存器初始化并行口初始化串行口初始化定時(shí)器初始化中斷系統(tǒng)初始化等待中斷T0定時(shí)中斷程序數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)濾波標(biāo)度變換BCD碼轉(zhuǎn)換器掃描顯示模糊控制中斷返回圖41系統(tǒng)程序總體結(jié)構(gòu) 主程序主要是進(jìn)行一系列的初始化工作，包括對堆棧、I／O口、定時(shí)器／計(jì)數(shù)器、中斷系統(tǒng)串口等特殊功能寄存器賦值，包括位操作區(qū)和有關(guān)寄存器清零，包括置T0、T1時(shí)間常數(shù)，還包括轉(zhuǎn)入實(shí)驗(yàn)程序等，然后等待定時(shí)器T0中斷。圖310光電隔離器原理圖 圖311光電隔離電路原理圖本系統(tǒng)采用的控制輸出電路如圖312所示。其系統(tǒng)原理圖如圖311所示。光電隔離器的種類繁多，常用的有發(fā)光二極管／光敏三極管、發(fā)光二極管／光敏復(fù)合晶體管、發(fā)光二極管／光敏電阻，以及發(fā)光二極管／光觸發(fā)可控硅等。輸出控制分兩種：模擬量控制和開關(guān)量控制。圖38為晶振電路。 晶振電路對于一個(gè)高可靠性的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，晶體的選擇非常重要，尤其是設(shè)計(jì)帶有睡眠喚醒（往往用低電壓以求低功耗）的系統(tǒng)。(7)Z地址計(jì)數(shù)器：Z地址計(jì)數(shù)器是一個(gè)6位計(jì)數(shù)器，此計(jì)數(shù)器具備循環(huán)計(jì)數(shù)功能，它是用于顯示行掃描同步。高3位是X地址計(jì)數(shù)器，低6位為Y地址計(jì)數(shù)器，XY地址計(jì)數(shù)器實(shí)際上是作為DDRAM的地址指針，X地址計(jì)數(shù)器為DDRAM的頁指針，Y地址計(jì)數(shù)器為DDRAM的Y地址指針。(4)顯示控制觸發(fā)器DFF：用于模塊屏幕顯示開和關(guān)的控制。(3)忙標(biāo)志(BF)：提供內(nèi)部工作情況。當(dāng)D/I=0時(shí)，在E信號下降沿的作用下，指令碼寫入IR。5V177?？紤]到功耗和LCD顯示器的點(diǎn)陣越大體積越大的特點(diǎn)，我們選用NS12864J液晶顯示模塊，它是一種圖形點(diǎn)陣液晶顯示器。圖37 電源模塊人機(jī)界面是便攜式系統(tǒng)的重要組成部分，尤其是對于本系統(tǒng)，顯示是基本功能之一。在中斷服務(wù)例程中要是OE線變?yōu)楦唠娖?，則可以獲取A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量。（2）查詢方式：A/D轉(zhuǎn)換芯片有表明轉(zhuǎn)換完成的狀態(tài)信號，例如ADC0809的EOC端。A/D轉(zhuǎn)換后得到的是數(shù)字量的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)應(yīng)傳遞給微機(jī)進(jìn)行處理。其典型值為+5V(Vref(+)=+5V, Vref()=5V)。用于控制三態(tài)輸出鎖存器向單片機(jī)輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)。D7～D0：數(shù)據(jù)輸出線。通常使用頻率為500KHz的時(shí)鐘信號。本信號有時(shí)簡寫為ST。：IN7～I(xiàn)N0：模擬量輸入通道ALE：地址鎖存允許信號。ADC0809內(nèi)部的多路開關(guān)可選通8個(gè)模擬通道，允許8路模擬量分時(shí)輸入，共用一個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。(2)多通道：ADC0809是8通道A／D轉(zhuǎn)換器，內(nèi)置多路開關(guān)；12位A／D轉(zhuǎn)換器AD574A是單通道輸入，所以如果要采集多個(gè)通道，需外加多路選擇開關(guān)，電路復(fù)雜。雙積分式A/D轉(zhuǎn)換精度高，多用于數(shù)據(jù)采集及精度要求比較高的場合，但速度更慢。A／D轉(zhuǎn)換器的主要性能指標(biāo)有：分辨率、轉(zhuǎn)換時(shí)間、轉(zhuǎn)換精度、輸入電壓范圍、輸入電阻(阻抗)、供電電源、數(shù)字輸出特性、工作環(huán)境(周圍的溫度、濕度等)。一位機(jī)在開關(guān)決策、邏輯電路仿真和實(shí)時(shí)測控方面非常有效，而八位機(jī)在運(yùn)算處理、智能儀表和數(shù)據(jù)采集方面有明顯的長處。6．指令系統(tǒng) AT89C51單片機(jī)的指令系統(tǒng)功能比較強(qiáng)，主要表現(xiàn)在指令系統(tǒng)中包含加法、減法、乘法、除法、比較、堆棧操作和多種位操作指令。4．中斷與堆棧AT89C51 單片機(jī)有5個(gè)中斷源，分為2個(gè)優(yōu)先級，每個(gè)中斷源的優(yōu)先級是可編程的。AT89C51單片機(jī)具有以下一些特點(diǎn)：1．內(nèi)部程序存儲器(ROM)和內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器(RAM) AT