智能鱼缸的设计

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基于单片机的智能鱼缸的设计与实现毕业设计

基于单片机的智能鱼缸的设计与实现毕业设计

基于单片机的智能鱼缸的设计与实现毕业设计目录摘要 (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。

智能鱼缸系统设计

智能鱼缸系统设计

智能鱼缸系统是一种集成了自动化和智能化功能的鱼缸系统,通过传感器、控制器和互联网连接等技术,实现对鱼缸水质、温度、氧气供应等参数的监测和控制。

以下是一个智能鱼缸系统设计的基本要点:1. 水质监测:-使用水质传感器监测鱼缸水质,包括pH值、溶解氧、氨氮、硝酸盐等指标。

-将传感器的数据传输到控制器或手机应用程序,实时监测水质状态。

2. 温度控制:-安装温度传感器监测鱼缸水温,确保在适宜范围内。

-配备加热器或制冷器,根据水温情况控制加热或冷却设备的运行。

3. 氧气供应:-使用氧气传感器监测鱼缸水中的氧气含量。

-根据氧气水平,控制氧气泵或增氧装置的工作,以维持合适的氧气供应。

4. 光照控制:-安装光照传感器,监测鱼缸所处环境的光照强度。

-根据光照要求,控制灯光的开关和亮度,模拟日夜变化。

5. 喂食管理:-配备自动喂食器,设定合适的喂食计划和食物量。

-可通过手机应用程序或定时器自动控制喂食器的投食时间和频率。

6. 报警与提醒:-设定异常水质、温度等参数的阈值,当超过设定范围时触发报警和提醒。

-通过手机应用程序、短信或邮件等方式通知用户注意异常情况。

7. 远程监控与控制:-通过互联网连接,实现对智能鱼缸系统的远程监控和控制。

-用户可以通过手机应用程序或网络界面,随时查看鱼缸参数、控制设备和接收报警信息。

8. 数据记录与分析:-将水质、温度、氧气等参数数据记录下来,建立历史数据库。

-分析数据趋势和变化,帮助用户了解鱼缸的运行状态和健康状况。

9. 用户交互界面:-设计直观友好的用户交互界面,方便用户查看和操作智能鱼缸系统。

-提供设置参数、查看历史数据、控制设备等功能。

以上是智能鱼缸系统设计的一些基本要点,具体的设计还可以根据需求进行定制化,以满足用户对鱼缸管理的个性化需求。

自制鱼缸创意设计方案

自制鱼缸创意设计方案

自制鱼缸创意设计方案设计方案一:智能互动鱼缸在这个设计方案中,我们将鱼缸与智能科技相结合,为鱼和鱼主人创造更多的互动乐趣。

1. 内嵌摄像头和传感器:鱼缸内部将安装摄像头和传感器,以便监测水质、水温、氧气含量等参数,并通过互联网传输到鱼主人的手机或电脑上。

2. 可调节的灯光和音乐:通过设置,鱼主人可以根据自己的喜好调节鱼缸内的灯光和音乐。

不同的灯光和音乐可以创造不同的氛围,营造舒适的生活环境。

3. 远程喂食:鱼主人可以通过手机或电脑远程控制鱼缸内的喂食器,定时给鱼儿投放适量的鱼食,保证它们的营养需求。

4. VR互动游戏:鱼主人可以通过VR设备进入虚拟世界与鱼儿互动,进行游戏和喂食等活动,增加乐趣和互动性。

5. 水族知识分享:系统设有水族知识库,提供养鱼的基本知识、常见问题解答等内容,让鱼主人能够更好地照顾和了解鱼儿的需求。

设计方案二:生态循环鱼缸这个设计方案旨在构建一个自给自足的生态系统,不仅为鱼儿提供良好的生活环境,还能有效利用资源、减少浪费。

1. 循环过滤系统:设计一个循环过滤系统,通过鱼儿的新陈代谢产生的废物和废水经过过滤处理后,被重新运用于鱼缸内的植物生长或农作物种植。

2. 植物氧源:在鱼缸内设置合适的水生植物,这些植物能够吸收鱼儿产生的二氧化碳,并释放出氧气,为鱼儿提供一个更加清新的水质环境。

3. 循环农作物种植:设计一个特殊的区域,用于种植食物作物,比如蔬菜或水果。

废物和废水经过过滤处理后,用于滋养这些农作物的生长,从而形成一个循环的生态系统。

4. 可持续能源利用:利用太阳能或风能等可再生能源,为鱼缸内的设备提供能源,进一步减少对外部能源的依赖。

5. 美观设计与装饰:还可以在鱼缸周围进行美观的设计与装饰,如加入水景、石头、树枝等元素,创造一个更加自然、和谐的视觉效果。

这些创意设计方案旨在提供更多乐趣和互动性,同时也关注资源的再利用和环境保护。

可以根据个人偏好和实际情况选择适合的设计方案来打造独一无二的鱼缸。

智能水族箱的设计

智能水族箱的设计

智能水族箱的设计智能水族箱是一种结合了现代科技和养殖技术的创新产品。

它不仅仅是一个普通的水族箱,而是通过智能化的设计,提供了更便捷、智能的养鱼体验。

1. 远程监控和控制智能水族箱设计了远程监控和控制系统,使得用户可以随时随地通过手机或电脑来监控和控制水族箱。

用户可以实时查看水族箱内的水质情况、温度、氧气含量等参数,并可以通过系统控制设备来调整水质和环境,确保鱼儿的生活条件。

2. 自动喂食系统为了方便用户,并保证鱼儿的饮食准确和规律,智能水族箱设计了自动喂食系统。

用户可以根据鱼儿的需求和饮食惯,设定喂食时间和喂食量。

系统会自动按照设定的时间和量给鱼儿喂食,不需要用户手动操作。

3. 智能化养殖指导智能水族箱还提供了智能化的养殖指导功能,以帮助用户更好地照顾鱼儿。

系统会根据鱼儿的品种和健康状况,给出相应的养殖建议和提醒。

比如合适的水温范围、饲料选择等,以帮助用户提高鱼儿的养殖成功率。

4. 多样化的设计风格智能水族箱的设计还注重美观和实用性。

它提供了多样化的设计风格和外观,以满足不同用户的需求和喜好。

用户可以根据自己的家居风格和个人喜好选择不同款式的智能水族箱,让其更好地融入家庭环境。

5. 环境保护和可持续性智能水族箱的设计也注重环境保护和可持续性。

它使用高效节能的设备,减少能源消耗。

同时,智能水族箱还提供了水质循环和过滤系统,确保水质清洁,并减少对外部环境的影响。

总之,智能水族箱的设计创新了传统的水族箱概念,提供了更便捷、智能和可持续的养鱼体验。

它不仅能满足用户的需求,还能保护环境,提高养殖的成功率。

希望智能水族箱能够在未来得到更广泛的应用和推广。

基于51单片机的智能鱼缸控制系统的设计与实现

基于51单片机的智能鱼缸控制系统的设计与实现

基于51单片机的智能鱼缸控制系统的设计与实现摘要:本设计是基于51单片机的智能鱼缸控制系统的设计与实现,是由51单片机作为核心板,LCD1602液晶显示、由DS18B20数字温度传感器检测、由液位传感器df-893液位检测控制模块、由计时器计时投食模块。

基于单片机的智能鱼缸控制系统的鱼缸集温控和喂食,计时,一体、低成本低功耗的智能鱼缸设备。

智能鱼缸系统,免去了养鱼缸的人们对鱼缸的日常操作,本智能鱼缸系统也可以用于水族馆以及养殖场这种场合。

关键词: 51单片机;LCD1602液晶; DS18B20数字温度传感器;df-893液位检测1 设计背景及目的近几年来,随着科学水平的发展和技术的提升,人们的生活质量得到了质的飞跃,越来越多人会在除了衣食住行外的其他方面去提升生活质量和家庭品味,不少人也会在家里摆上个鱼缸以便观赏。

但是现在的快节奏生活和工作又让人们没法花费长时间在打理鱼缸上,而智能鱼缸系统,免去了养鱼缸的人们对鱼缸的日常操作,本智能鱼缸系统也可以用于水族馆以及养殖场这种场合。

目前市面上的一体、低成本低功耗的智能鱼缸设备还比较稀少,属于需求大于供给的状态,所以本课题研究的基于单片机的智能鱼缸控制系统可以满足这一需求并且成本控制上要比单一购买鱼缸设备的成本低。

2 基本设计思路智能鱼缸控制系统的设计分为每个功能模块的硬件部分和由单片机控制的软件部分。

硬件部分包括对时间,温度和液位的感知,并传送所有信息到控制端。

软件部分包含信号的转换,分析温度和液位的临界值、时间的分析,并将得到的信号转换为电信号,控制温度、液位、电机喂食的实现。

3 硬件设计51 单片机是对所有兼容 Intel 8031 指令系统的单片机的统称。

该系列单片机的始祖是 Intel 的 8004 单片机,后来随着 Flash rom 技术的发展,8004 单片机取得了长足的进展,成为应用最广泛的 8 位单片机之一,其代表型号是ATMEL 公司的 AT89 系列,它广泛应用于工业测控系统之中。

鱼缸智能控制系统设计与实现

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 。

arduino的智能鱼缸监测系统设计

arduino的智能鱼缸监测系统设计

arduino的智能鱼缸监测系统设计
Arduino的智能鱼缸监测系统设计主要包括以下内容:
1.硬件系统:主要由Arduino微处理器、温度传感器、水位传感器和可编程逻辑控制器等硬件装置组成,它们之间以标准串口连接相互沟通;
2.软件系统:利用ArduinoIDE开发工具,来根据不同需求设计不同程序,对硬件和传感器进行编程,使整套系统能够实现实时应用;
3.物联网系统:由控制器、Wi-Fi模块和其他传感器组成,该模块在实时监测系统中起到重要作用,将鱼缸的信息传送到控制平台上实现远程控制;
4.远程控制平台:用户可以在远程控制平台上实时查看鱼缸的温度、水位、pH值等参数,并能够实现远程操作;
5.传感器系统:传感器系统由多个传感器组成,主要用于测量水箱温度、水位、PH值等,它们还可以用来检测水质,探测鱼缸中存在的有害气体;
6.安全保障系统:系统外部设有安全管理功能,可以有效的检测鱼缸的参数,并根据设定的参数值自动调节,以保证鱼缸的安全运行。

总之,Arduino的智能鱼缸监测系统设计的核心就是利用Arduino的核心处理器来控制传感器、控制器和物联网系统,同时利用远程控制平台来实现对鱼缸参数的实时监测和远程操作,以保证鱼缸的安全运行。

基于STM32智能鱼缸监控系统的设计

基于STM32智能鱼缸监控系统的设计

基于STM32智能鱼缸监控系统的设计一、本文概述随着物联网技术的飞速发展,智能家居成为了一个备受关注的新兴领域。

作为智能家居的重要组成部分,智能鱼缸监控系统的设计与实现不仅为鱼类的养殖提供了更为便捷和高效的管理方式,同时也为家庭用户带来了更为丰富和多样的观赏体验。

本文旨在介绍一种基于STM32的智能鱼缸监控系统的设计,通过综合运用传感器技术、嵌入式系统、网络通信等技术手段,实现对鱼缸水质、温度、光照等关键环境参数的实时监控与智能调控,以提高鱼类的养殖质量和生活环境,同时为用户带来更为智能和舒适的观赏体验。

本文将从系统的硬件设计、软件编程、网络通信、用户界面等多个方面进行深入探讨,以期为相关领域的研究与实践提供有益的参考和借鉴。

二、系统总体设计基于STM32的智能鱼缸监控系统的设计主要包括硬件设计和软件设计两大部分。

在硬件设计方面,系统以STM32微控制器为核心,通过外设接口与各种传感器和执行器相连。

传感器部分包括水温传感器、水质传感器(如pH值、溶解氧含量等)以及水位传感器,用于实时获取鱼缸内的环境参数。

执行器部分则包括水泵、加热棒、过滤器以及灯光等,用于根据环境参数的变化自动调整鱼缸内的环境条件。

系统还设计了人机交互模块,如液晶显示屏和触摸按键,方便用户查看鱼缸状态并进行手动控制。

同时,系统还预留了网络接口,以便将来实现远程监控和控制。

在软件设计方面,系统采用模块化编程思想,将各个功能模块独立出来,提高代码的可读性和可维护性。

主程序负责整个系统的初始化、任务调度以及异常处理等工作。

各个功能模块则根据任务需求进行相应的操作,如传感器数据采集、数据处理与分析、执行器控制等。

为了保证系统的实时性和稳定性,软件设计中还采用了中断服务程序来处理一些紧急任务,如水温过高或过低的报警处理等。

总体而言,基于STM32的智能鱼缸监控系统的设计旨在实现鱼缸环境的智能化监控和自动化管理,提高用户的使用体验并保障鱼类的健康生长。

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第 4期
张 静 ,肖 杰 ,熊 友 达 :智 能 鱼 缸 的设 计
·59 ·
具 有 很 高 的可 靠 性 ,接 线 方 便 简 单 ,只 需 将 其 输 出 脚 与 单 片 机 的 一 个 引 脚 相 连 ,就 可 以 精 确 地 测 出 实 时 温 度 ,并 将 其 反 馈 回单 片 机 控 制 系 统 ,单 片 机 将 DS18B20芯 片 检 测 的 温 度 信 息 与 设 定 值 进 行 比 较 ,如 果 不 相 符 ,数 字 调 节 程 序 根 据 给 定 值 与 测 得 值 的 差 值 按 PID 控 制 算 法 设 计 控 制 量 ,触 发 程 序 根 据控 制 量控 制 执行 单 元 。如 果测 量 值 高 于 设 定 值 ,则 启 动 降 温 系 统 ,降 低水 温 ;如果 检 测值 低 于 设 定 值 ,则启 动加 热系统 ,提高水温 ,达 到控制 温度的 目的 。 2.2 步进 电机 喂食模 块
第1O卷 第4期 2011年 4月

软 件 导 刊
Software Guide
Vlo1.10N O.4 Apr.20l1
智 能鱼 缸 的设 计
张 静 ,肖 杰 ,熊 友 达
(武 汉工程 大 学 电 气信 息 学 院 ,湖 北 武汉 430205)
摘 要 :针对 目前市面上鱼缸种类繁 多,且 多为手动控制 的情 况,本 系统 以 89C52单 片机 为核心 ,并通过 相应 的软 硬
作 者 简 介 : ̄ (1987一 ),女 ,湖 北 鄂 州人 ,武 汉 工程 大 学 本 科 生 ,研 究 方 向 为 信 号 检 测 与 估 计 ;肖 杰 (1988- ),男 ,四 川 凝 水 人 ,武 汉 工 程 大 学本 科 生 ,研 究 方 向 为信 号检 测 与 估 计 ;熊 友 迭 (1988一),男 ,湖 北 仙 桃 人 ,武 汉 工 程 大 学本 科 生 ,研 究 方 向 为信 号 检 测 与估 计 。
L LE。闪 烁 照 射
AT89S52
单 片 机 通 过 温 度 传 感 器 DS18B20采 集 鱼 缸 内实 时 水 温 ,并 将 采 集 到 的 温 度 通 过 LCD 显 示 出 来 ,同时 鱼 缸 内实 时 温 度 与 单 片机 内设 置 好 的 温度 进行 对 比 ,当 温 度 高 于 设 定 温 度 时 ,系 统 通 过 单 片机 控 制 自动启 动 降 温 模 块 电路 和 供 氧 泵 ,当温 度 低 于 设 定 温 度 范 围 时 ,则 自动 启 动 加 热 模 块 ,使 水 的温 度 保 持 在 恒定 范 围 内 。同 时 单 片 机 控 制 系 统 每 隔 一 个 小 时启 动 供 氧 泵 5分 钟 ,为 鱼 缸 供 氧 ,以 此 来 保 证 水 的溶 氧 量 。每 隔 4个 小 时 系 统 启 动 步 进 电 机 和 音 乐 芯 片模 块 ,在 优 美 的 音 乐 中 对 鱼 儿 喂 食 ,促 进 其 生 长 。 LED 闪 烁 灯更 增 加 了 鱼 缸 的 观 赏 性 。
2 硬 件 设 计
氧 、音乐播放r 图 1 系统 框 图
2.1 温 度 检 测 和 调 节 模 块 温 度 检 测 部 分 采 用 DS18B20温 度 检 测 芯 片 ,体 积 小 ,
[3] 常 春 ,胡 仁 杰 ,蒋玮 .网 络 化 综 合 实验 教 学 管理 系统 的 研 究 与 实 践 EJ3.实验技术 与管理 ,2007(6).
E4] 王 焕 彬 ,张 水 平 .数 据 访 问技 术 ADo.NET、ADO、0LE DB 的 比 较
EJ].铁 路 计 算 机 应 用 ,2003(11).
(责 任 编 辑 :杜 能 钢 )
The Design and Im plem enttation of Experim ental Teaching System Base on W eb
1 系统 总 体 方 案 和 功能
单 片 机 有 着 体 积 小 、功 耗 低 、功 能 性 强 、性 价 比 高 、易 于 推 广 应 用 等 显 著 优 点 ,智 能 鱼 缸 控 制 系 统 采 用 89C52 单 片机 ,主要 由 5大模 块 组 成 :温 度 时 间显 示 模 块 、水 温 自 动 控 制 模 块 、定 时 供 氧 模 块 、定 时 喂 食 和 音 乐 播 放 模 块 、 LED 闪烁 灯 光 照 射 模 块 。各 功 能 模 块 通 过 单 片 机 最 小 系 统 结合 所 需 外 围 电路 完 成 信 号 检 测 输 入 和输 出 控 制 功 能 , 系 统 框 如 图 1所 示 。
件 设 计 ,实现 了 对 鱼 缸 的 智 能 控 制 ,完 成 了对 鱼 缸 的 自动 控 温 ,定 时 供 氧 ,定 时 喂 食 等 一 系列 智 能化 过 程 。
关 键 词 :鱼缸 ;单 片机 ;智 能
中 图分 类 号 :TP311.52
文 献 标 识 码 :A
文 章 编 号 :1672—7800(2011)04—0058—02
Abstract:T eaching from the reality of our experim ent,according tO the actua1 needs of teaching m anagem ent experim ents in the.NET platform to build on the success of the open W eb—based managem ent system for the overall experim ental teaching program .this article describes the system functional m odules of the key technologies of the system ;Experim ent M anagement System has changed the traditional teaching mode experiment,to adapt tO the open network environment, teaching m anagem ent,teaching and m anagem ent to im prove the experim ental quality and efficiency. K ey W ords:Experim ental Teaching;.N ET ; M ulti—level Security pPolicy
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