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微藻养殖信息采集与调控系统研究

作　者: 洪忠亮
导　师: 裘正军
学　校: 浙江大学
专　业: 生物系统工程
关键词: 微藻光生物反应器信息采集调控传感器数据库
分类号: S968.49
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 75次
引　用: 1次
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内容摘要

微藻作为第二代生物能源,近年来受到了人们极大的关注。凭借其生长繁殖快、单位产量高、富含高价值的营养成分和化工原料等特点,在许多领域得到重要的应用,并有助于解决能源危机与环境污染等问题。然而,当下普遍的粗放型养殖严重制约着微藻应用的发展。开发和研制高效的养殖系统已然成为提高微藻生产效率、降低生产成本的关键所在。为此本文在现有微藻养殖光生物反应器的基础上,结合传感器技术、嵌入式系统、现代通信、软件开发等技术,设计了一个新型微藻养殖监测调控系统,实现对微藻培养环境主要影响因子的自动监测调控,以达到提升培养效率的目的。论文的主要工作如下.1)根据国内外学者的研究成果,分析了微藻成长的主要环境影响因子。整体设计了以培养环境的pH、温度、溶氧、盐度、CO2供给以及光照为检测调控对象的测控系统,整个系统由检测系统、调控系统和外围系统三个子系统组成。并调整了微藻养殖光生物反应器的整体结构,主要为信息检测和控制显示模块的添加以及调控设备的合理分布等。2)对微藻养殖环境测控系统进行硬件设计。主要包括：对温度、pH,溶氧和盐度传感器信号的采集和放大电路设计；对环境调控设备(气泵、荧光灯和加热装置)的控制电路设计；以及对检测数据进行显示和存储的外围设备(液晶、按键以及存储芯片等)的主控电路设计。3)构建了下位机嵌入式测控软件。实现了液晶显示、键盘控制、数据存储以及信号采集模块的软件开发。4)利用面向对象语言C++开发了基于PC的计算机通讯管理软件,实现了与下位机的串口通讯。软件通过图形和数值显示界面可以实时监测微藻发育和成长的环境参数信息,并能对上传数据进行数据库保存。软件还具有历史记录查询,手动记录添加、删除,以及导出txt格式文档等功能。另外,对USB通讯亦进行了研究探讨。

微藻养殖信息采集与调控系统研究

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