LabVIEW水族箱水环境智能监测调控器设计+电路图(3)
为了实现多种功能，本课题基于LabVIEW进行水族箱水环境智能监测调控设计，将传感器技术、计算机技术、通信技术与虚拟仪器技术相结合[5]，不仅能够降低成本，而且还能用图形画面更直观地展现当前水环境的pH值、溶解氧和水温情况[6]，同时根据各项指标进行智能调控，方便直观地对水族箱水环境进行调控，从而为鱼类提供了良好的生存环境[7]。
2 系统设计方案分析论证
2.1 系统硬件结构总体设计方案
水族箱水环境智能监测调控器要实现对水环境的实时监控，就需要通过传感器监测水体的温度，溶解氧含量，pH值等因子，并把传感器采集到的信号传给下位机进行分析处理[8]，通过RS-232与上位机进行通信，实现人机交互与智能监测。
硬件结构框图如图2-1框图所示，本系统分为下位机和上位机两部分，下位机以单片机作为微处理器，通过温度传感器、pH传感器和溶解氧传感器监测出温度、pH值、溶解氧含量等因子的参数值并把传感器采集到的信号传输给微处理器进行分析处理，当水环境达不到设定要求时，单片机通过驱动电路控制加热棒、加氧泵等设备进行调控。通过定时设定，控制照明灯具工作时长。当水环境pH值达不到设定要求时，通过声光报警提醒用户。下位机通过RS-232与PC机之间进行通信，通过LabVIEW实现更好的人机交互。电源管理模块为各模块供电。
图2-1 系统硬件结构框图
2.2 水温检测电路方案论证
该电路实现的功能：监测水族箱水体温度，并将采集到的信息传送给单片机。
在本设计中，温度的采集有两种方案：
方案一：使用热敏电阻与运算放大电路构成热敏电阻测温电路。当电路在正常工作的时候，热敏电阻的温度接近室温，由于这时候电阻的阻值很小，串联在电路当中不会太过影响电流的通过[9]。但是当电路出现过电流的情况时，热敏电阻由于功率增加从而导致自身发热温度上升，当这个温度大于开关温度时，电阻的阻值会在一瞬间增大，而回路中的电流就会迅速减小到安全值[10]。热敏电阻最基本的特性是其阻值会随着温度的变化而产生显著的变化，并且伏安曲线是非线性的。因为是在水环境中长期使用，所以热敏电阻选用防水型，型号为NTC10k 3435。