基于ATmega64智能鱼缸控制系统的设计
鱼缸智能控制系统设计与实现
功 率放 大芯 片
继电器 （温控）Ｉ Ｉ继电器 （灯光 ）ｌ Ｉ继 电器 （增氧）ｌ Ｉ继 电器 （抽水）
图 １硬件结构框图
３ 软件 部分 设计 软件作为设计控制系统 的一个非常重要环节 ，灵活性很强 ，
可 以按照 系统要求 和其 功能进行变 化 。软件 是采用 模块化 的设 计 结构，各个 功能 程序 需要分别编 写用于 调试 。每个 模块在 调 试 成功之 后，将所 有 的模 块组合 连接起 来，组成 系统软件 。这 种设计有助于程序代码进行优化 ，而且便于维护 、编程和调试 。
…
４ 结论 通过软件调试 以及硬件实物 的制作 ，基本达到 了预期 目标 ，
可 以实现对 鱼缸温 度 的实 时监控和 控制 ，并且可 以控制一 些辅 助 设备 的启动和停 止。本系 统存在 一些优 点的 同时也存在着 一 些不足 ，优点有 ：
（１）成本低廉 ，功能实用 ，可 以基本满足对鱼缸控制 的要求 。 （２）红外遥 控 ，操作 方便，用户不用 走到鱼缸面 前，可在 家 中任意地方直接用手 中的遥控器控制鱼缸 。 不足有 ： （１）控 制方式不够 完善，依靠继 电器 控制鱼缸 的温 度，会 使加热装置频繁启动停止 ，容易加快设备损耗 。 （２）功能不够全面 ，在 以后 的设计 中可 以针对鱼缸 的水 位 进行检测 ，水位低时可 以自动注水 ，以达到完全 自动化控制 。
１ 引 言 智能 鱼缸是新 概念 的高档 鱼缸 。智 能鱼缸解 决 了传 统鱼缸
饲养及 照料 的困难 ，并所 有 的功能实现 全 自动 化供给 。更好地 饲养热 带鱼 ，智能鱼缸满 足热 带鱼 的所 有生存 条件 。让 更多人 成为养鱼爱好 者是水族用户 的首要选择 。智 能鱼缸可用于装饰 、 观 赏等 ，如装饰 客厅 、书房、办 公室 、公共场所 等地 方 ：智 能 鱼 缸完美 呈现 热带鱼 的绚丽 多姿，可 当夜灯 、装 饰 品、加 湿器 使 用；放松 心情 、缓解压 力、消除 学习及 工作 中的眼睛 疲劳 ； 通过 交流 饲养热 带鱼知识 拉近人 与人之 间的距离 ，是用于馈 赠 亲朋 好友 的最佳 品 因此 设计一个 系统 成本低廉 ，功能全 面 ， 并且 可 以远 距离红 外遥控 ，能为用户 提供 了更多 的方便和舒 适 的智能鱼缸非常重要 。
基于单片机的智能鱼缸温控系统设计
基于单片机的智能鱼缸温控系统设计摘要本文针对传统鱼缸温控系统的不足，提出了一种基于单片机的智能鱼缸温控系统设计方案，该系统具有自动控制、实时监测、定时提醒等特点，可实时保持鱼缸水温在合适的范围内，保障鱼类健康成长。
本文首先对传统温控系统的缺陷进行介绍，然后详细阐述了智能鱼缸温控系统的硬件设计和软件设计，最后进行系统实验验证。
关键词：智能鱼缸，温控系统，单片机，健康成长，实时监测AbstractThis paper proposes a design scheme of intelligent fish tank temperature control system based on single chip microcomputer to solve the shortcomings of traditional fish tank temperature control system. The system has the characteristics of automatic control, real-time monitoring, timing reminder, etc. It can keep the water temperature offish tank in the appropriate range in real time, and ensurethe healthy growth of fish. Firstly, the deficiencies of traditional temperature control system are introduced. Then, the hardware design and software design of intelligent fish tank temperature control system are elaborated in detail. Finally, the system experiment is verified.Keywords: intelligent fish tank, temperature control system, single chip microcomputer, healthy growth, real-time monitoring1. 引言鱼类是人们生活中非常重要的食品来源，鱼缸的养殖已经成为一项风靡全球的爱好。
鱼缸智能控制系统的研究与设计
摘要本文设计了一个鱼缸智能控制系统。
目前各式各样的观赏鱼缸之类的工艺产品逐渐进入了家庭和宾馆、商场等公共场所，由于现有的观赏鱼缸的水温检测、液位控制、水循环等操作都需要人为的手工进行，这就给人们带来了很大的不便。
本文通过对目前大多数鱼缸控制设备应用现状的分析和研究，提出了一种鱼缸智能控制系统的设计方案。
针对目前大多数鱼缸控制设备价格昂贵、安装繁琐、运行费用高，一般的用户难以使用的情况，结合单片机强大的开发技术，设计制作了一种以单片机为控制核心，结合传感器技术，可以实现鱼缸温度自动检测、温度显示、鱼缸水位控制、水泵自动给水、智能控制灯光开关的鱼缸智能控制系统。
此系统的硬件部分主要包括单片机主控制模块、温度检测模块、温度显示模块、水位控制模块、继电器控制模块和供电模块。
软件部分主要运用C语言程序编写，主要包括主控制程序、温度检测程序、温度显示程序、时钟设置程序。
通过较长时间的运行测试，结果表明该智能控制系统运行稳定可靠、操作简单方便、具有多种节电工作模式。
同时该系统设计灵活、结构简单、成本低廉，可广泛用于安装鱼缸的场所。
关键词：鱼缸；单片机；智能控制；AbstractWith the aim to improve the deficiency of current aquarium control system, a design of intelligent control system of aquarium is stated in the thesis. Nowadays, various aquariums are commonly seen in families, hotels, and other places like supermarkets. However, many operations such as water temperature detection, water level control, water circulation have to be manually operated, thus bringing much inconvenience. Based on the studies and analysis of current situation of the application of aquarium control facilities, a set of design of aquarium intelligent control is proposed in the thesis.The intelligent control system is designed to cope with the problems existing in aquarium maintaining, such as expensive facilities and maintenance cost, cumbersome installation, and poor user-friendliness. Combined with the strong development technologies of microcontroller, taking chip microprocessors as the control core and combining sensor technology, has realized multifunctions, several models are included in the system, automatic control of aquarium temperature and light, temperature display ,water level control, automatic water supply pump, etc. The hardware of the system consists of main control module of the micro control, temperature detection module, temperature display module, water level control module, relay control module and electricity supply module; while the software program is compiled by C language, consists of main control program, temperature detection program, temperature display program, clock setting program.After a comparably long period of working test, it is proved that the system functions reliable with multiple electricity saving models available. Meanwhile, the system outstands with advantages of its flexible design; convenient operation, simple construction and low cost, making it easy to be manufactured on a large scale. This system can be applied in aquariums of different places.Keyword: aquarium ; microcontroller; intelligent control;目录引言 (1)1 绪论 (2)1.1 选题背景 (2)1.2 国内外研究现状及发展趋势 (3)1.3 相关参数分析 (3)2鱼缸智能控制系统总体设计 (5)2.1 概述 (5)2.2 系统设计要求 (5)2.3 鱼缸控制系统的功能组成 (5)2.4 系统控制参数 (5)2.5 主要元器件的选取 (6)3 系统硬件设计 (24)3.1 主电路控制模块设计 (24)3.2 时钟电路模块设计 (24)3.3 温度检测模块设计 (24)3.4 温度显示模块设计 (25)3.5 继电器控制模块设计 (26)3.6电路原理图及电路板设计的原则和体会 (24)4 系统软件设计 (27)4.1软件设计方法 (29)4.2 主电路控制模块程序 (30)4.3 温度检测模块程序 (31)4.4 温度显示模块程序 (32)5 结论 (36)谢辞 (37)参考文献 (38)附录 (39)引言随着人们生活水平的不断提高，家居环境和休闲娱乐场所都安装各种各样的鱼缸，而保持一个适宜水族生活的环境是一件非常耗费精力的工作。
基于单片机的智能鱼缸的设计与实现---论文终稿
目录摘要 (I)Abstract (II)1 绪论 (1)1.1课题背景 (1)1.2国内外研究现状 (1)1.3研究目的 (2)2 开发技术与原理简介 (4)2.1嵌入式技术 (4)2.2传感器技术 (4)2.3 Android技术 (4)2.3.1 Android智能手机平台概述 (4)2.3.2 Android手机平台的特点 (5)2.3.3 Android系统软件架构 (5)3 需求分析 (6)3.1功能需求 (6)3.1.1系统的特点及功能描述 (6)3.1.2系统流程分析 (6)3.2用例分析 (7)3.3 开发工具 (11)3.3.1 底层硬件电路开发工具 (11)3.3.2底层系统开发工具 (12)3.3.3 Android客户端开发工具 (12)4 概要设计 (13)4.1系统总体方案与功能 (13)4.1.1系统功能组成 (13)4.1.2系统控制参数 (14)4.2系统的硬件结构 (14)4.3系统的软件设计 (15)5 详细设计 (17)5.1单片机系统设计 (17)5.1.1单片机选型 (17)5.1.2单片机最小系统设计 (18)5.1.3详细说明 (21)5.2温度传感器模块设计 (22)5.2.1温度传感器选型 (22)5.2.2温度传感器电路设计 (23)5.3蓝牙串口模块设计 (23)5.3.1串口技术 (23)5.3.2蓝牙串口电路设计 (25)5.3.3系统通讯协议设计 (25)5.3.4系统通讯详细说明 (26)5.4时钟模块设计 (27)5.4.1时钟芯片选型 (27)5.4.2时钟模块电路设计 (27)5.5 Android客户端设计 (28)5.5.1 Android蓝牙通信设计 (28)5.5.2 Android界面设计 (29)6 系统实现 (31)6.1 底层设备软件实现 (31)6.1.1系统软件流程图 (31)6.1.2底层系统算法设计 (32)6.2手机端软件实现 (35)6.2.1手机端软件流程图 (35)6.2.2底手机端软件算法设计 (36)6.3软硬件设备实物图 (38)6.3.1硬件设备实物图 (38)6.3.2手机端软件截图 (40)7 系统测试 (41)7.1LED灯光变换测试 (41)7.2检测温度测试 (42)7.3水循环控制系统测试 (42)7.4充氧模块测试 (43)结束语 (44)致谢 (45)参考文献 (46)摘要近年来嵌入式发展迅速，智能家居也进入了人们的生活。
基于手机遥控的智能鱼缸控制系统的设计
基于手机遥控的智能鱼缸控制系统的设计作者：何锋兰慧来源：《电脑知识与技术》2024年第18期关键词：鱼缸水温控制；自动换水；自动喂食；Wi-Fi通信；手机遥控中图分类号：TP311 文献标识码：A文章编号：1009-3044（2024）18-0040-030 引言随着人们生活水平的提高，对生活品质的追求也越来越高，许多人开始在家中饲养观赏鱼。
不同类型的观赏鱼对生活环境的需求各异，例如淡水鱼与深海鱼需要不同的水温，食物也不相同。
为了满足不同客户的需求，目前市场上的鱼缸通常增加了如水温控制、充氧控制、过滤控制等功能[1-2]。
然而，由于产品繁多且功能未集成在同一个系统内，本文根据当前市场需求，设计了一种集水温控制、自动换水、自动喂食等功能于一体，并具备手机遥控功能的智能鱼缸控制系统。
1 整體设计智能鱼缸的原理框图如图1 所示，主要包括：STM32F103C8T6 最小系统、水温检测、水位检测、OLED显示、自动喂食、自动加热、自动换水、Wi-Fi通信、手机App等模块。
1.1 主控电路本文采用STM32F103C8T6最小系统板作为主控电路。
该最小系统主要由STM32单片机、电源、时钟电路和复位电路组成。
其特点是体积小、功耗低、性价比高、计算能力强，内部自带12位AD转换，数据处理速度快，精度高[3，7]。
1.2 温度采集电路设计温度采集电路采用NTC热敏电阻作为水温传感元件。
通过单片机ADC采集其变化的电压并转换成对应的ADC 值，最终根据公式计算出当前的水温。
NTC热敏电阻在本系统中连接如图2所示，其中ADC 接口为STM32的PA3口，NTC的两个接口分别连接热敏电阻的两端。
1.3 水位采集电路设计水位采集电路采用HC-SR04超声波测距模块，其Trig与单片机的PA5引脚相连，Echo与STM32单片机的PA4引脚相连。
超声波通过其中一个发射管发射出去，当超声波接触到被测面后反射回来进入接收管。
智能鱼缸控制系统设计
智能鱼缸控制系统设计
智能鱼缸控制系统设计是一个挑战性的任务，它要求将多种功能有机地结合在一起。
该系统应包括实时监测、视觉传感器、水质监测、生物控制等许多功能。
具体而言，实时监测可以跟踪水温、叶色、溶氧量等参数，从而使运行环境更加舒适。
视觉传感器可以检测池中的生物情况，以及池壁上的藻类，以便及时发现异常情况，并按需采取行动。
水质监测系统则能够监测池水中的微生物和污染物，以确保水质是安全的。
最后，生物控制则可以控制池内生物的数量，以提高池内生物种类的多样性和健康水平。
此外，还需要考虑自动排水系统。
在此系统中，利用液位传感器来测量池水的位置，当水位过高时，排水管道就会自动打开，以释放除水滴的过量水份。
此外，还可以添加一些额外的设备，如滤网、剩余肥料检测仪和pH计，以确保水质正常。
有了上述的各个组件，接下来就是要确定如何将这些组件结合在一起。
所有传感器和监控单元都要连接到一个总线，并通过计算机程序进行调试，以监控系统的各种参数和设置。
并且，这些参数可以通过外部控制器进行调整，以达到特定的效果。
此外，为了满足用户的各种需求，计算机程序也可以被自定义，以满足不同环境的需求。
总之，智能鱼缸控制系统是一个非常具有挑战性的任务，它要求将许多功能整合在一起，以满足用户日益增长的需求。
通过调整参数，以及设计合理的结构，可以有效地实现鱼缸自动化管理，为用户提供安全、清洁和舒适的水族环境。
基于单片机对智能鱼缸设计开题报告
基于单片机对智能鱼缸设计开题报告摘要：智能鱼缸是一种集成了传感器、控制器和通信模块的智能设备，能够对鱼缸内的环境参数进行监测和调节，实现鱼缸智能化管理。
本文将基于单片机技术，设计一款智能鱼缸系统，通过温度、湿度、光照等传感器反馈的数据，实现对鱼缸内环境的自动调控，提高鱼缸养殖效果。
同时，该系统将提供远程监控和控制功能，使用户能够通过手机应用等方式，实时了解鱼缸内环境状况，并进行相应操作。
本开题报告将对智能鱼缸系统的设计原理、功能模块以及预期实现效果进行详细介绍和讨论。
1. 引言智能鱼缸是一种融合了物联网和单片机技术的创新型产品，能够实现对鱼缸内环境的智能管理，提高鱼儿的生存和生长率。
传统的鱼缸养殖依赖于人工的观察和调控，存在着许多不便和局限，如难以及时调节水温、光照等参数，以及在离家期间无法有效地进行监控和管理等。
而通过单片机对智能鱼缸的设计，将实现对鱼缸内环境参数的感知、调控和监控，方便用户进行远程操作。
2. 设计原理智能鱼缸系统的设计基于单片机技术，通过传感器采集鱼缸内环境的各项参数，经过处理后，通过执行器进行相应的调控。
该系统由传感模块、控制模块、通信模块和用户界面组成。
2.1 传感模块传感模块是智能鱼缸系统的关键部分，通过温度传感器、湿度传感器、光照传感器等，实时感知鱼缸内环境的温度、湿度和光照强度等重要参数。
传感器将采集到的模拟信号转换为数字信号，传输给控制模块进行处理和分析。
2.2 控制模块控制模块是智能鱼缸系统的核心部分，负责对传感器采集到的数据进行处理和分析，根据预设的控制算法，判断当前环境与设定值的差距，并通过执行器对鱼缸内环境进行自动调控。
控制模块通过单片机对各个执行器进行控制，如加热器、灯光、空气泵等，实现对鱼缸温度、光照和通气的调节。
2.3 通信模块通信模块实现了智能鱼缸系统与用户之间的远程通信功能，用户可以通过手机应用或者网页等方式，实时了解鱼缸内环境参数的状态，并进行相应操作。
基于单片机的智能鱼缸温控系统设计
基于单片机的智能鱼缸温控系统设计智能鱼缸温控系统是一种基于单片机技术的创新设计，旨在为鱼缸提供稳定的温度环境，以促进鱼类的生长和健康。
本文将详细介绍智能鱼缸温控系统的设计原理、硬件组成和软件实现，并对其在实际应用中的效果进行评估和分析。
一、引言随着人们对休闲娱乐生活的需求不断增加，养殖观赏鱼成为了一种越来越流行的养殖方式。
然而，不同种类的观赏鱼对水温要求不同，过高或过低的水温都会对其健康产生负面影响。
因此，设计一个能够自动调节水温的智能鱼缸温控系统势在必行。
二、设计原理智能鱼缸温控系统主要由传感器、单片机、执行器以及人机交互界面组成。
传感器用于实时监测水温，并将监测结果传输给单片机进行处理；单片机根据预设设定值与实际监测值之间的差异来判断是否需要调节水温；执行器负责控制加热器或制冷器的开关状态，以实现水温的调节；人机交互界面则提供了对系统参数进行设置和监测的功能。
三、硬件组成智能鱼缸温控系统的硬件组成主要包括传感器、单片机、执行器和人机交互界面。
传感器：系统采用高精度的水温传感器，能够准确测量鱼缸内水温，并将测量结果以数字信号的形式传输给单片机。
单片机：系统采用高性能的单片机作为控制核心，具有强大的处理能力和丰富的外设接口。
通过与传感器和执行器进行连接，实现对水温进行监测和调节。
执行器：系统根据单片机处理结果控制加热器或制冷器。
加热器通过加热元件将电能转化为热能，提高鱼缸内水温；制冷器则通过压缩循环原理将热量从鱼缸中排出，降低水温。
人机交互界面：为了方便用户对系统参数进行设置和监测，智能鱼缸温控系统还配备了一个直观友好的人机交互界面。
用户可以通过触摸屏或按钮等方式与系统进行交互，实现对温度设定值、工作模式等参数进行调整。
四、软件实现智能鱼缸温控系统的软件实现主要包括传感器数据采集、数据处理与控制策略、执行器控制以及人机交互界面。
传感器数据采集：单片机通过与传感器进行通信，实时获取鱼缸内的水温数据。
鱼缸智能控制系统的研究与设计
编号：毕业设计说明书题目：鱼缸智能控制系统的研究与设计学院：机电工程学院专业：电气工程及其自动化学生姓名：学号：指导教师单位：电气工程及其自动化系姓名：职称：题目类型：☐理论研究☐实验研究☑工程设计☐工程技术研究☐软件开发本文设计了一个鱼缸智能控制系统。
目前各式各样的观赏鱼缸之类的工艺产品逐渐进入了家庭和宾馆、商场等公共场所，由于现有的观赏鱼缸的水温检测、液位控制、水循环等操作都需要人为的手工进行，这就给人们带来了很大的不便。
本文通过对目前大多数鱼缸控制设备应用现状的分析和研究，提出了一种鱼缸智能控制系统的设计方案。
针对目前大多数鱼缸控制设备价格昂贵、安装繁琐、运行费用高，一般的用户难以使用的情况，结合单片机强大的开发技术，设计制作了一种以单片机为控制核心，结合传感器技术，可以实现鱼缸温度自动检测、温度显示、鱼缸水位控制、水泵自动给水、智能控制灯光开关的鱼缸智能控制系统。
此系统的硬件部分主要包括单片机主控制模块、温度检测模块、温度显示模块、水位控制模块、继电器控制模块和供电模块。
软件部分主要运用C语言程序编写，主要包括主控制程序、温度检测程序、温度显示程序、时钟设置程序。
通过较长时间的运行测试，结果表明该智能控制系统运行稳定可靠、操作简单方便、具有多种节电工作模式。
同时该系统设计灵活、结构简单、成本低廉，可广泛用于安装鱼缸的场所。
关键词：鱼缸；单片机；智能控制；With the aim to improve the deficiency of current aquarium control system, a design of intelligent control system of aquarium is stated in the thesis. Nowadays, various aquariums are commonly seen in families, hotels, and other places like supermarkets. However, many operations such as water temperature detection, water level control, water circulation have to be manually operated, thus bringing much inconvenience. Based on the studies and analysis of current situation of the application of aquarium control facilities, a set of design of aquarium intelligent control is proposed in the thesis.The intelligent control system is designed to cope with the problems existing in aquarium maintaining, such as expensive facilities and maintenance cost, cumbersome installation, and poor user-friendliness. Combined with the strong development technologies of microcontroller, taking chip microprocessors as the control core and combining sensor technology, has realized multifunctions, several models are included in the system, automatic control of aquarium temperature and light, temperature display ,water level control, automatic water supply pump, etc. The hardware of the system consists of main control module of the micro control, temperature detection module, temperature display module, water level control module, relay control module and electricity supply module; while the software program is compiled by C language, consists of main control program, temperature detection program, temperature display program, clock setting program.After a comparably long period of working test, it is proved that the system functions reliable with multiple electricity saving models available. Meanwhile, the system outstands with advantages of its flexible design; convenient operation, simple construction and low cost, making it easy to be manufactured on a large scale. This system can be applied in aquariums of different places.Keyword: aquarium ; microcontroller; intelligent control;目录引言 (1)1 绪论 (2)1.1 选题背景 (2)1.2 国内外研究现状及发展趋势 (3)1.3 相关参数分析 (3)2鱼缸智能控制系统总体设计 (5)2.1 概述 (5)2.2 系统设计要求 (5)2.3 鱼缸控制系统的功能组成 (5)2.4 系统控制参数 (5)2.5 主要元器件的选取 (6)3 系统硬件设计 (24)3.1 主电路控制模块设计 (24)3.2 时钟电路模块设计 (24)3.3 温度检测模块设计 (24)3.4 温度显示模块设计 (25)3.5 继电器控制模块设计 (26)3.6电路原理图及电路板设计的原则和体会 (24)4 系统软件设计 (27)4.1软件设计方法 (29)4.2 主电路控制模块程序 (30)4.3 温度检测模块程序 (31)4.4 温度显示模块程序 (32)5 结论 (36)谢辞 (37)参考文献 (38)附录 (39)引言随着人们生活水平的不断提高，家居环境和休闲娱乐场所都安装各种各样的鱼缸，而保持一个适宜水族生活的环境是一件非常耗费精力的工作。
基于单片机的智能鱼缸设计开题报告
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块用于检测鱼缸中的水温，当温度低于设定值时，主控模块 驱动控温模块加热；当达到设定温度值时，主控模块驱动控 温模块停止工作。当鱼缸放满水后，主控模块控制供氧模块 接通，通过增氧泵和气石为鱼缸中的水增氧。亮度模块用于 监测鱼缸四周环境的光线强弱，根据检测的光线强弱信息调 节背光亮度强弱，使显示模块能够清晰显示数据。时钟模块 为系统提供实时时间，并通过显示模块显示，同时，时钟模 块为系统提供定时功能，用户根据需要通过计算机端设定喂 食时间。当喂食时间到达时，主控模块驱动语音模块播放“请 及时喂食”的语音提醒，提醒用户喂食。
图 1 硬件结构
基于 ATmega64 的智能鱼缸控制系统中，电源模块使用 VIPER22A 开关电源变换器设计的 12 V 开关电源 [4]，通过调 压模块，将 12 V 电压转换为 +5 V 和 +3.3 V 电压为系统供电， 保证系统正常工作。通过开关按键开启鱼缸控制系统，同时， 主控模块驱动彩灯发光，表示系统开启，营造灯光效果。鱼 缸系统通过通信总线与计算机相连，由计算机向主控模块发 送控制指令，从而实现鱼缸的换水、清洗功能。
UDD 端电压达到开启电压值 Vdd（on）=14.5 V 时，高压电 流源被关断；当 UDD 端电压降为芯片关断值 Vdd（off）＜ 8 V 时，高压电流源自动开启。该集成电路结构精练，稳定可 靠程度高。输出电压反馈端 FB 的电压为 0 ～ 1 V。单端反激 式变换器的整流脉宽超过 1/2 周期，故在市电波动较大的场 所仍能保有良好的电压调整率。当输出端的负载电流发生变 化时，输出电压随之变化，引起 N3 输入端电压变化。N3 输 出端的变化通过光耦 N2 使 N1 的 FB 电压变化，N1 内的功率 MOSFET 的栅极脉宽反向变化，最终引起输出端电压反向变 化。稳压器的源电压调整率通常优于负载调整率，对于开关 稳压器亦是如此。应用 VIPER22A 器件制作的稳压器，负载 调整率低于源电压调整率，一般应用于输出电流固定或变化 不大的场合。电源电路如图 3 所示。
VCC D1
D3
D2
C46
C49
+
M Motor D4
VCC
+
C48
C47
图 2 自动清洗电路
— ６９ —
软件开发与应用
信息与电脑 China Computer & Communication
2019 年第 12 期
3.2 系统设计 主控模块采用 ATmega64 单片机。抽水电机模块的输入
AC220-L F1
AC220-N R3
AC220-PE
C1
C3
C5
C9
R1
C1
D5
D6
D3 + C7
8
D D
7
D2 N1
W1
VD1
L1
W2
W3
+
C8
Trans3
4 UDD
3 FB
S S
2
1
D4
R5 R6
C10 C11 N2
C12
R7
+ C13
U1
N3
12V
+
+
C4
C6
图 3 为电源电路
亮度模块采用 LX1970 光亮传感器进行检测。LXl970 是 是一种二相和四相电机的专用电机驱动器，即双 H 桥的高电
满足人们对鱼缸的需求。但是，人们认为鱼缸换水、鱼缸及 缸内物件清洗过于繁琐。基于此，设计了一种智能鱼缸控制 系统，能够解决传统鱼缸的不足，为人们养鱼提供便利。
２ 发展现状
通过查阅相关文献，当前智能鱼缸大部门由中心控制功 能、投食功能、环境温度调节能、换水功能、灯光控制功能、 显示功能以及按键功能等模块组成，通过按键设定，控制鱼缸 环境温度，定时投食、定时换水，根据时间及环境光线自动调 节光线强弱，并在显示模块上显示相关信息。根据现阶段国内 外智能鱼缸行业的发展现状，结合智能鱼缸日常维护保养需 要，开发设计了基于 ATmega64 的智能鱼缸控制系统。除以上 功能外，其还增加了鱼缸及装饰石子等物体自动清洗功能。
３ 设计方案
3.1 工作原理
基于 ATmega64 的智能鱼缸控制系统主要功能模块有电
作者简介：孔得丰 (1980—)，男，江苏淮安人，本科，讲师。研究方向：计算机应用。
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2019 年第 12 期
信息与电脑 China Computer & Communication
软件开发与应用
鱼缸需要换水时，主控模块向排水电磁阀模块发送控制 指令，排水电磁阀模块打开排位 检测模块中的低水位检测探头向主控模块传送低电平信号， 主控模块判断鱼缸中的水排放完毕，驱动抽水电机模块进行 抽水工作。抽水电机模块将储水箱中的水抽送到鱼缸中，当 水位检测模块的高水位检测探头向主控模块传送低电平信号 时，主控模块判断鱼缸中的水装满，停止抽水工作。测温模
电 动 刷 驱 动 电 路 的 输 入 端 连 接 主 控 模 块 的 输 出 端， L298N 驱动芯片用于电动刷驱动模块。L298N 是 ST 公司生 产的一种高电压、大电流电机驱动芯片。该芯片采用 15 脚 封装，主要特点是工作电压高，最高工作电压可达 46 V；输 出电流大，瞬间峰值电流可达 3 A，持续工作电流为 2 A；额 定功率为 25 W。芯片内含两个 H 桥的高电压大电流全桥式 驱动器，可用来驱动直流电动机、步进电动机、继电器线圈 等负载，采用标准逻辑电平信号控制，具有两个使能控制端， 在不受输入信号影响的情况下允许或禁止器件工作有一个逻 辑电源输入端，使内部逻辑电路在低电压下工作，可以外接 检测电阻，将变化量反馈给控制电路。通过 L298N 芯片驱动 电机，可以驱动一台两相步进电机或四相步进电机，也可以 驱动两台直流电机。电动刷驱动模块的 OUT1 端和 OUT2 端 与电机相连，用于驱动电机工作，电机的转轴带动刷头转动， 从而清洗排水电磁阀上的过滤网。自动清洗电路如图 2 所示。
电源模块采用 VIPER22A 开关电源变换器，应用单片 VIPER22A 开关电源变换器制作 12 V 开关电源，电源模块 将 220 V 市电转换为 12 V 直流电，并传送给调压模块。电 源模块启动过程为接通电源瞬间，VIPER22A 变换器内的高 压电流源投入运行，并自动启动电源。当来自高压电流源的
一种可见光亮度传感器，能实现人眼仿真集成化的可见光亮 压大电流双全桥驱动器。它接收标准 TTL 逻辑电平信号，可
关键词：单片机；智能鱼缸；控制系统 中图分类号：TP368.1；TP273 文献标识码：A 文章编号：1003-9767（2019）12-068-04
Design of Intelligent Fish Tank Control System Based on ATmega64
Kong Defeng
Key words: single chip microcomputer; smart fish tank; control system
１ 研究背景
鱼缸又称水族箱，主要是用来饲养金鱼、热带鱼或水生 动植物的透明容器，发挥观赏作用。通常鱼缸四周至少有一 侧为透明玻璃或高强度的透明塑料。水族箱一词诞生于英国， 已使用 150 多年。水族馆养殖是世界上最受欢迎的产业之一， 全世界有超过六千万水族馆爱好者。水族箱的类型有很多， 有简单的小鱼缸，只能容纳 1 ～ 2 条鱼，也有具有复杂生态 模拟系统的水族箱 [1]。
软件开发与应用
信息与电脑 China Computer & Communication
2019 年第 12 期
基于 ATmega64 智能鱼缸控制系统的设计
孔得丰 （无锡城市职业技术学院 现代教育技术中心，江苏 无锡 214000）
摘 要：随着科学技术的进步，人们的生活水平不断提高，对养殖观赏鱼和种植水草等提出了更高的要求。根据现 阶段国内外智能鱼缸行业的发展状况，结合鱼缸的日常养护需求，开发了基于 ATmega64 微控制器的智能鱼缸。其除了实 现鱼缸环境温度调节功能、定时投饵功能、定时换水功能和定时照明功能外，还增加了鱼缸及装饰石子等物体自动清洗 功能。
端、排水电磁阀模块的输入端、彩灯模块的输入端、温控模 块的输入端、供氧模块的输入端和语音模块的输入端，都与 主控模块的输出端连接，并通过通信总线连接计算机。通信 总线采用 MAX232 电平转换芯片，使用高精度 10 μF/50 V 的钽电容完成电平转换，转换后的串行信号 TXD、RXD 直 接与主控模块的串口连接。
源调压、主板控制、开关按键、时钟控制、水位监测、水温控制、 清洗功能、电动驱动、显示模块、亮度调节、电磁阀控制、 彩灯控制、温度监测、供氧控制、语音播报和计算机通信等。 其具有自动换水功能，可自动清洗鱼缸及装饰石子等物体， 精准掌握喂饵时间，提醒用户喂食，恒温控制鱼缸，并及时 对鱼缸中的水供氧。系统硬件结构如图 1 所示。
(Modern Education Technology Center, Wuxi City College of Vocational Technology, Wuxi Jiangsu 214000, China)
Abstract: With the advancement of science and technology, people's living standards have been continuously improved, and higher requirements have been put forward for the cultivation of ornamental fish and aquatic plants. According to the development status of intelligent aquarium industry at home and abroad at this stage, and combined with the daily maintenance needs of aquarium, an intelligent aquarium based on ATmega64 microcontroller is developed. In addition to realizing the function of adjusting the temperature of the fish tank environment, feeding regularly, changing water regularly and lighting regularly, it also adds the function of automatic cleaning of the fish tank and decorative stones.