多功能观赏鱼缸智能控制系统的设计
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。
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。
基于单片机的鱼缸控制器设计说明
基于单片机的鱼缸控制器设计摘要本文是基于单片机的鱼缸控制器的设计，目前市场上有各种各样的观赏类的鱼缸，进入了不同的应用场合，如家庭、宾馆和商场等等，但现有的鱼缸一般需要人为的操作，比如水温的检测、水循环、鱼儿喂食和液位控制等，给人们带来了很大的不便。
本论文就是基于这一现状，分析和研究目前大多数的鱼缸的控制设备和现状，提出了一种新型的基于单片机控制的自动化鱼缸控制器，该控制器是以单片机为核心，再结合传感器技术，可以实现多种功能，包括温度控制、水位检测、氧含量控制、灯光照明等，真正做到了自动化控制。
整个控制系统分为两部分，一是以单片机AT89C52为核心，主要是实现对各种控制参数的设置、显示、处理和存储等。
二是输入输出部分，主要是采集系统所要求的各种参数和检测信号，并将核心芯片传输的信号进行执行，设计出硬件电路和软件电路，综合实现鱼缸控制的集中管理。
通过对所设计的系统进行较长时间的运行和测试，结果表明所设计的系统可以实现要求，并且其具有系统运行稳定可靠、操作简单、设计灵活、成本低廉和结构简单等特点，可以广泛的应用于家庭类的观赏性鱼缸。
关键字：单片机，自动化，鱼缸，控制系统The Designer of MCU-based tankABSTRACTThis article is based design automation aquarium, there are a variety of ornamental fish tank on the market today, into the different applications, such as home, hotel and shopping and so on, but the existing tanks generally require human operation , such as water temperature detection, water cycle, fish feeding and level control, to bring a lot of inconvenience. This paper is based on this situation, analysis and research equipment and the current status of control of most of the fish tank, we propose a new tank based automation microprocessor controlled, the system is core, combined with sensor technology, set multiple technologies and control functions in one, including thermostat, automatic feeding, automatic water change, automatic lighting, the perfect automated control. The whole control system is divided into two parts, one is the AT89C52 as the core, it is to achieve a variety of control parameters setting, display, processing, and storage. Second, the input and output section, mainly a variety of parameters and detect signal acquisition system requires, and will be executed, hardware design schematics signal transmission core chip and software design, integrated centralized management control tank.Based on the design of the system for a long time to run and test results show that the proposed system can achieve requirements and having the system is stable and reliable, simple operation, design flexibility, low cost and simple structure, etc., can be widely used in the family class of ornamental fish tank.KEY WORDS: MCU,automation,fish tank,control system目录前言1第1章概述21.1 研究的意义21.1.1 自动化鱼缸21.1.2 自动化鱼缸应用情况与意义21.2 现状31.2.1 功能分类31.2.2 单片机的应用31.2.3 控制系统与特点41.3 论文的主要工作41.3.1 设计任务51.3.2 设计方案5第2章控制方案62.1 自动化鱼缸的控制原理分析62.1.1 应用方向62.1.2 控制原理62.1.3 控制要求72.2 控制参数与性能指标72.2.1 温度72.2.2 水位82.2.3 光和氧气82.3 设备造型82.3.1I/O点分析82.3.2 单片机的选型92.3.3 电源的选择92.3.4 继电器的选择102.4 总体方案10第3章系统硬件设计133.1 硬件的总体结构133.2 主从机的电路设计143.3 各个模块的硬件设计153.3.1 时钟电路模块的设计163.3.2 键盘与显示模块的设计163.3.3 温度控制模块的设计163.3.4 数据存储电路的设计18第4章系统软件设计194.1 设计容与方法194.1.1 设计容194.1.2 设计方法194.2 主程序的设计214.3 中断服务子程序的设计224.4 时间显示和温度读取程序的设计234.4.1 显示时间的设计234.4.2 温度读取的设计23第5章系统的抗干扰设计245.1 硬件电路的抗干扰245.1.1 单片机控制系统出错的原因245.1.2 电路的抗干扰设计245.2 软件电路的抗干扰255.2.1 数据采集软件的抗干扰255.2.2 输出通道的抗干扰255.2.3 程序执行过程的抗干扰26结论28辞29参考文献30附录30外文资料翻译40前言本次课题主要是完成基于单片机的鱼缸控制器的设计，针对于目前市场上的鱼缸情况，其在很大程度上都需要人为的操作，而本次论文的主要工作与目的，便是通过将单片机与传感器技术相结合，将人们从操作上解放出来，实现鱼缸的自动化控制，使得其控制更加稳定、灵活和方便。
智能鱼缸控制系统的制作流程
本技术公开了一种智能鱼缸控制系统，包括鱼缸本体，以及设置于鱼缸内部的控制器、传感器模块、通信模块、加热模块、自动投料模块、换水模块、加氧过滤模块、音乐模块以及用于控制鱼缸的终端模块；所述控制器与所述传感器模块、通信模块、自动投料模块、换水模块、加氧过滤模块、音乐模块电性连接。
本技术能够通过各种模块组合来实现集温控、投食、换水、加氧过滤为一体的简易智能鱼缸系统，通过设置音乐模块，使金鱼放松，增加进食。
本技术结构简单、成本低廉、实用性强，具有良好的应用前景，并且本技术制造成本较低，还可以通过智能手机远程观测鱼缸并控制智能鱼缸做出相应操作，方便了用户实时对鱼缸进行管理。
权利要求书1.一种智能鱼缸控制系统，其特征是，包括鱼缸本体，以及设置于鱼缸内部的控制器、传感器模块、通信模块、加热模块、自动投料模块、换水模块、加氧过滤模块、音乐模块以及用于控制鱼缸的终端模块；所述控制器与所述传感器模块、通信模块、自动投料模块、换水模块、加氧过滤模块、音乐模块电性连接。
2.根据权利要求1所述的一种智能鱼缸控制系统，其特征是，所述传感器模块包括溶解氧传感器、水温传感器、PH值传感器、悬浮固体浓度传感器和水压传感器。
3.根据权利要求1所述的一种智能鱼缸控制系统，其特征是，所述加热模块为加热器。
4.根据权利要求1所述的一种智能鱼缸控制系统，其特征是，所述音乐模块为MP3播放器。
5.根据权利要求4所述的一种智能鱼缸控制系统，其特征是，所述音乐模块外部设有防水机构。
6.根据权利要求1所述的一种智能鱼缸控制系统，其特征是，所述控制器为单片机。
7.根据权利要求6所述的一种智能鱼缸控制系统，其特征是，所述单片机为STC89C52。
8.根据权利要求1所述的一种智能鱼缸控制系统，其特征是，所述终端模块为智能设备，包括智能手机、平板电脑。
技术说明书一种智能鱼缸控制系统技术领域本技术涉及一种智能鱼缸控制系统，属于智能控制技术领域。
背景技术随着人们生活水平的不断提高，家庭养鱼称为一种普遍的生活方式。
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。
智慧养鱼系统设计设计方案
智慧养鱼系统设计设计方案智慧养鱼系统设计方案一、项目概述智慧养鱼系统是基于物联网和人工智能技术的一种养殖管理系统，主要用于监测水质、控制温度、喂食和记录数据等功能，以提高鱼类养殖效益和管理效率。
二、系统结构智慧养鱼系统包括以下模块：1. 鱼类监测模块：通过物联网技术实时监测鱼类的活动情况、体温和生长状况，并记录相关数据。
2. 水质监测模块：使用传感器监测水质指标，如温度、PH值和溶解氧等，通过网络将数据传输至中控服务器。
3. 供氧模块：根据水质数据自动控制氧泵的工作，维持鱼缸内的氧气浓度。
4. 料盘模块：根据预设的喂食计划，自动喂食鱼类，并记录喂食量和频次。
5. 数据分析模块：将监测到的数据进行分析，提供数据报表和建议，协助管理者做出决策。
三、系统设计1. 鱼类监测模块：鱼类监测模块使用智能摄像头或传感器等设备，实时监测鱼类的活动和生长情况，将数据传输至中控服务器进行分析和记录。
2. 水质监测模块：水质监测模块所使用的传感器能够实时检测水质指标，并将数据传输至中控服务器。
中控服务器根据一定的算法进行数据分析，判断水质是否达标，并及时发出报警。
3. 供氧模块：供氧模块通过控制氧泵的开关来控制鱼缸内的氧浓度。
中控服务器会根据水质数据来自动调整氧泵的工作状态，以确保鱼类得到充分的供氧。
4. 料盘模块：通过设置喂食计划和连接喂食装置，中控服务器能够自动喂食鱼类，并记录喂食量和频次。
同时，中控服务器会根据鱼类的生长情况和饲料消耗量，自动调整喂食计划。
5. 数据分析模块：中控服务器将监测到的数据进行分析统计，并生成数据报表和建议。
管理者可以通过手机APP或电脑登录系统查看相关数据和报表，并根据数据和建议做出养殖决策。
四、系统优势1. 自动化管理：智慧养鱼系统能够实现自动监测水质、喂食和供氧，减轻人工管理的负担，降低养殖成本。
2. 实时监测：系统能够实时监测鱼类的活动情况和水质指标，及时发现异常情况，并通过报警提醒用户。
智能鱼缸的设计
智能鱼缸要完成的工作主要包括水温的自动调节以及自动换水，针对这些工作，本设计要解决的问题主要有以下几个方面：①水温的检测问题；②水温的调节问题；③水位的检测问题；④自动换水的实现问题。
1 总体设计智能鱼缸涉及自动控制的领域，一切工作都要在无人的情况下按照预先的设计准确的进行下去。
目前，关于自动控制的实现方面，只要有单片机以及PLC两类设计方案，PLC 多用于生产车间，在体积、成本以及能耗等方面并不具备优势，所以本设计采用单片机控制的方法。
本设计的目标是自动的调节水温到适合鱼的范围，要解决的问题主要有温度的检测与调节以及自动的完成换水的工作，为此本设计设置了中央控制系统、传感器系统以及执行系统。
其中中央控制系统由单片机构成，主要负责信息的接收与转化以及命令的发布的工作。
传感器系统包含温度传感器以及液位传感器，其主要工作为监测环境信息并将该信息传递给中央控制系统。
执行系统包括加热棒以及水泵，其要完成的任务为水温的调节以及自动换水的工作。
本设计的结构框图如图1所示。
本设计中单片机的型号为STC89C52，温度传感器的型号为DS18B20，对于液位的检测，本设计利用两个红外传感器代替液位传感器对液位的上限以及下线进行监视。
由于单片机的输出功率很小，难以直接启动加热棒，因此本设计中利用继电器作为二者之间命令传输的桥梁。
本设计中的抽图1 系统结构框图2 硬件设计单片机：单片机在控制领域的应用非常广泛，自其诞生之日起就受到了广泛的关注，其应用已经渗透到了社会的方方面面。
单片机经过这近50年的发展，技术日趋成熟。
本设计利用的为STC89C52，该种单片机属于51系列单片机，其在功耗、操作操作方面优势明显，很适合初学者。
温度传感器：温度传感器用于测量温度并将该信息进行转换和传递，其测量温度的主要原理为金属的电阻值随着温度的变化而变化，并且其对应关系为一对一的关系，并且其有两种变化类型，一种是电阻随着温度的升高而变大，另外一种正好相反。
智能鱼缸自动控制系统设计与实现
第１０卷㊀第３期Ｖｏｌ．１０Ｎｏ．３㊀㊀智㊀能㊀计㊀算㊀机㊀与㊀应㊀用ＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔＣｏｍｐｕｔｅｒａｎｄＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ㊀㊀２０２０年３月㊀Ｍａｒ．２０２０㊀㊀㊀㊀㊀㊀文章编号：２０９５－２１６３（２０２０）０３－０２８４－０４中图分类号：ＴＰ２７３文献标志码：Ａ智能鱼缸自动控制系统设计与实现李金武，宋新爱（西安石油大学计算机学院，西安７１００６５）摘㊀要：本文针对普通鱼缸的操作繁琐㊁设备费用高的问题，以增加智能鱼缸的效率为目标，通过对现有鱼缸的研究设计了一款智能鱼缸自动控制系统，达到鱼缸自动控制以减少用户操作的目的㊂智能鱼缸自动控制系统使用ＰＷＭ㊁ＤＳ１８Ｂ２０㊁定时器㊁看门狗等技术主要实现了以下功能：ＬＥＤ灯色控制㊁亮灯时间控制㊁水位监测㊁定时杀菌㊁自动供氧㊁水质监测㊁水温监测㊁水循环㊂该智能鱼缸控制系统可在一定程度上节约成本㊁提高效率㊂多功能一体化的智能控制管理大大增加了产品的可靠性和可操作性，为观赏者提供了极大的便利㊂关键词：智能鱼缸；传感器；自动化控制；定时器ＡｕｔｏｍａｔｉｃｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｏｆｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｆｉｓｈｔａｎｋＬＩＪｉｎｗｕ，ＳＯＮＧＸｉｎ＇ａｉ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｏｍｐｕｔｅｒＳｃｉｅｎｃｅ，Ｘｉ＇ａｎＳｈｉｙｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉ＇ａｎ７１００６５，Ｃｈｉｎａ）ʌＡｂｓｔｒａｃｔɔＡｉｍｉｎｇａｔｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｓｏｆｔｅｄｉｏｕｓｏｐｅｒａｔｉｏｎａｎｄｈｉｇｈｅｑｕｉｐｍｅｎｔｃｏｓｔｏｆｃｏｍｍｏｎｆｉｓｈｔａｎｋ，ａｎｄｉｎｏｒｄｅｒｔｏｉｎｃｒｅａｓｅｔｈｅｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｆｉｓｈｔａｎｋ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒｄｅｓｉｇｎｓａｎａｕｔｏｍａｔｉｃｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｏｆｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｆｉｓｈｔａｎｋｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｏｆｅｘｉｓｔｉｎｇｆｉｓｈｔａｎｋ，ｓｏａｓｔｏａｃｈｉｅｖｅｔｈｅｐｕｒｐｏｓｅｏｆａｕｔｏｍａｔｉｃｃｏｎｔｒｏｌｏｆｆｉｓｈｔａｎｋｔｏｒｅｄｕｃｅｔｈｅｕｓｅｒ＇ｓｏｐｅｒａｔｉｏｎ．ＴｈｅｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｆｉｓｈｔａｎｋａｕｔｏｍａｔｉｃｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｕｓｅｓＰＷＭ，ＤＳ１８Ｂ２０，ｔｉｍｅｒ，ｗａｔｃｈｄｏｇａｎｄｏｔｈｅｒｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓｔｏｒｅａｌｉｚｅｔｈｅｆｏｌｌｏｗｉｎｇｆｕｎｃｔｉｏｎｓ：ＬＥＤｌｉｇｈｔｃｏｌｏｒｃｏｎｔｒｏｌ，ｌｉｇｈｔｏｎｔｉｍｅｃｏｎｔｒｏｌ，ｗａｔｅｒｌｅｖｅｌｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ，ｔｉｍｅｄｓｔｅｒｉｌｉｚａｔｉｏｎ，ａｕｔｏｍａｔｉｃｏｘｙｇｅｎｓｕｐｐｌｙ，ｗａｔｅｒｑｕａｌｉｔｙｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ，ｗａｔｅｒｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ，ｗａｔｅｒｃｙｃｌｅ．Ｔｈｅｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｆｉｓｈｔａｎｋｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｃａｎｓａｖｅｃｏｓｔａｎｄｉｍｐｒｏｖｅｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｔｏａｃｅｒｔａｉｎｅｘｔｅｎｔ．Ｔｈｅｍｕｌｔｉ－ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｃｏｎｔｒｏｌｍａｎａｇｅｍｅｎｔｇｒｅａｔｌｙｉｎｃｒｅａｓｅｓｔｈｅｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙａｎｄｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｐｒｏｄｕｃｔ，ａｎｄｐｒｏｖｉｄｅｓｇｒｅａｔｃｏｎｖｅｎｉｅｎｃｅｆｏｒｖｉｅｗｅｒｓ．ʌＫｅｙｗｏｒｄｓɔｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｆｉｓｈｔａｎｋ；ｓｅｎｓｏｒ；ａｕｔｏｍａｔｉｃｃｏｎｔｒｏｌ；ｔｉｍｅｒ哈尔滨工业大学主办专题设计与应用●基金项目：陕西省自然科学基础研究计划项目（２０１９ＪＭ－１７４）；陕西省国际科技合作计划项目（２０１９ＫＷ－０８０）㊂作者简介：李金武（１９９４－），男，硕士研究生，主要研究方向：计算机技术；宋新爱（１９７３－），女，副教授，主要研究方向：计算机应用技术㊂收稿日期：２０２０－０１－０９０㊀引㊀言当下人们的生活节奏日趋加快，欣赏鱼缸满足用户精神需求的同时，手动控制鱼缸的清洁㊁喂食㊁水位控制㊁水温控制等操作过于繁琐［１］㊂针对水族生活环境的净化和改善的设备有很多，目前市场上常用的鱼缸控制系统有：过滤器㊁加热器㊁加氧泵等，这些单独工作的器件大多是非智能化改善水质的设备，对于清洁鱼缸内污垢㊁喂食等操作大多需要人工处理，费时费力㊂同时，如果仅仅把多个单独的设备组装成一套多功能的鱼缸控制系统，需要投入的费用较大［２］㊂因此，设计开发一款成本较低使用便利的智能鱼缸自动控制系统，有很大的必要性㊂本作品是利用温度传感器㊁水位检测等技术设计一款基于Ｃｏｒｔｅｘ－Ｍ３单片机的智能鱼缸自动控制系统，本系统一般放置在家庭玻璃鱼缸中，根据需求将系统分为灯色㊁灯光开启时间㊁温度㊁杀菌灯㊁看门狗等多个自动控制部分㊂文中设计本着节省能源㊁节省空间㊁提高效率㊁全面智能控制的目的，多个需求使用一个系统实现，大大增加产品的实用性和可操作性㊂１㊀相关研究自１９８４年美国联合科技公司提出智能家居概念以来，全世界陆续开启了制造智能化家居系统的研究进程［３］㊂国外的一个研究团队在２０１６年３月推出了一款名为ＦｉｓｈＢｉｔ的智能水族生态监控系统，该系统由一个监控器㊁一个插座控制器以及配套的手机端Ａｐｐ组成㊂监控器主要是对鱼缸中的水温等进行实时监测，控制器的作用则类似于一个智能插座，通过手机端Ａｐｐ来控制插在插座上对应的加热㊁供氧设备的开关［４］㊂该系统并没有把控制系统与相应的控制设备集成起来，导致用户在使用前需要二次配置，包括外部链接各种控制设备以及Ａｐｐ端的各个对应控制端口的设置，过程繁琐且容易出现配置错误㊂此外，整套ＦｉｓｈＢｉｔ的售价过高，不易进行推广㊂国内目前只有一家水族器材生产研发企业推出量款智能鱼缸控制系统相关产品，是利用类似智能插座的控制器，需要用户额外购置加热棒㊁供氧泵等设备插在控制器插座上，并由一台手机大小的遥控器来进行控制，控制范围较小㊂国内市场上仅有的几款智能鱼缸控制系统产品也都有各自的缺陷与不足［５］㊂２㊀系统原理与设计根据对鱼缸功能的需求分析可知，基于Ｃｏｒｔｅｘ－Ｍ３单片机，共８个功能，智能鱼缸原理如图１所示㊂图１㊀智能鱼缸控制模块Ｆｉｇ．１㊀Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｆｉｓｈｔａｎｋｃｏｎｔｒｏｌｍｏｄｕｌｅ㊀㊀本项智能鱼缸自动控制系统主要是在日常家庭中使用，一般放置在家庭玻璃鱼缸中，根据需求将系统分为灯色㊁灯光开启时间㊁温度㊁杀菌灯等多个自动控制部分㊂外设ＬＥＤ灯，通过调节ＲＧＢ数值显现不同灯色制造最佳视觉效果；温度的控制是通过设定Ｃｏｒｔｅｘ－Ｍ３单片机中的定时器来设置ＬＥＤ的开启时间，主要根据观赏者作息时间以及工作时间开启㊁关闭ＬＥＤ，实现在固定周期需要观赏时开灯，其余时间关灯，减少能量消耗，提高观赏效率；不同品种的鱼对温度的需求也有所不同，利用Ｃｏｒｔｅｘ－Ｍ３单片机提供的ＤＳ１８Ｂ２０温度传感器来控制鱼缸内的水温，当温度到达设定上限时停止加热，出现异常情况开启报警系统，以此保证鱼的长久生存；为了给鱼营造健康㊁舒适的生存环境，系统外加杀菌灯，可依据鱼的种类设定杀菌灯的开启㊁关闭时间，考虑到杀菌灯对人身体的危害性，设定工作时间在人的休息或者上班阶段；此系统还设计了鱼缸水位监测的功能，鱼缸水位过高或过低都会对鱼的饲养产生影响，因此设置了水位报警器，超过警戒水位鱼缸都会自动报警，这也减少了观赏者的工作量；此外，由于供氧的气泡会对观赏性大打折扣，因此对供氧时间也会依据观赏者的作息进行定时控制，在不需要观赏的时间供氧，其余时间停止供氧㊂３㊀功能设计与实现３．１㊀鱼缸水位监测与报警将２个同样带有１０Ｋ电阻的线路并联在３．３Ｖ电源线上，再分别将这２个线路接入Ｃｏｒｔｅｘ－Ｍ３开发板㊂其中，第一根线接高电平接最低点，置于鱼缸内水中，设定最低水位，测最低警戒水位；第二根线接低电平接最高点，置于鱼缸内水面上方，测最高警戒水位，鱼缸水位低于最低点或超过最高点都会报警，提醒观赏者该进行抽水或蓄水；第三根线接地，在Ｋｅｉｌ５程序中添加中断，监测水位同时不影响其他程序的进程㊂水位监测不添加时限周期，处于长时间工作状态，为了避免水位过低影响鱼类生存，过高会溢出鱼缸，利用水位检测器对鱼缸水位高低进行检测，以达到对水位进行监测的目的㊂３．２㊀鱼缸水质浑浊度监测饲养者需要及时了解鱼缸内水质变化，在本模块中采用光敏元件将光信号转化为电信号的传感器，其敏感波长在可见光波长附近，包括红外线波长和紫外线波长㊂研究中在此利用ＡＤＣ３的通道６（ＰＦ８）来读取光敏二极管电压的变化，得到环境光线的变化，并将得到的光线强度，显示在ＴＦＴＬＣＤ上面㊂系统水质浑浊度监测电路图如图２所示㊂G N DV C CC o r t e x M3黑色套管进/出水口图２㊀水质浑浊度监测Ｆｉｇ．２㊀Ｔｕｒｂｉｄｉｔｙｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｏｆｗａｔｅｒｑｕａｌｉｔｙ㊀㊀光信号的强弱可以反映水中浑浊度的变化，若光信号强表明水中透光性强，即水的浑浊度较小；相反，若水不够清澈，浑浊度较大影响透光性，光信号会比较弱㊂以此通过对鱼缸内水质采用光敏传感器进行监测，一旦水质参数超过正常范围，进行报警，提醒观赏者要进行换水，以达到监控鱼类的生长环境的目的㊂３．３㊀ＬＥＤ灯色与亮度控制灯色控制是利用脉冲宽度调制（简称脉宽调制，ＰＷＭ）技术对灯色进行控制，是微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术㊂概括来说，就是对脉冲宽度的控制［６］，ＰＷＭ原理如图３所示㊂５８２第３期李金武，等：智能鱼缸自动控制系统设计与实现I O 逻辑C C R xA R R C N T 10t 1t 2t 3t 4t 5t 6t图３㊀ＰＷＭ原理示意图Ｆｉｇ．３㊀ＳｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍｏｆＰＷＭｐｒｉｎｃｉｐｌｅ㊀㊀研究假定定时器工作在向上计数ＰＷＭ模式，且当ＣＮＴ＜ＣＣＲｘ时，输出０，当ＣＮＴ＞＝ＣＣＲｘ时输出１㊂那么就可以得到图３的ＰＷＭ示意图：当ＣＮＴ值小于ＣＣＲｘ的时候，ＩＯ输出低电平（０），当ＣＮＴ值大于等于ＣＣＲｘ的时候，ＩＯ输出高电平（１），当ＣＮＴ达到ＡＲＲ值的时候，重新归零，再重新向上计数，依次循环㊂改变ＣＣＲｘ的值，就可以改变ＰＷＭ输出的占空比，改变ＡＲＲ的值，就可以改变ＰＷＭ输出的频率，这就是ＰＷＭ输出的原理㊂此时因为放入鱼的颜色不同对灯光的需求不同，可以依据鱼缸中鱼群的品种，通过调节ＰＷＭ数值显现不同灯色达到最佳视觉效果㊂灯光时间的控制是通过设定Ｃｏｒｔｅｘ－Ｍ３单片机中的定时器来设置ＬＥＤ的开启时间，主要根据观赏者作息时间以及工作时间开启㊁关闭ＬＥＤ，实现在固定周期需要观赏时开灯，其余时间关灯，以此减少过多能量消耗，提高观赏效率㊂３．４㊀间歇启停杀菌灯控制编写定时器中断服务函数，通过该函数来处理定时器产生的相关中断㊂这里使用的是更新（溢出）中断，所以在状态寄存器ＳＲ的最低位㊂在处理了中断后应该向ＴＩＭ３＿ＳＲ的最低位写０，来清除该中断标志［７］㊂为了给鱼营造健康㊁舒适的生存环境，系统外加杀菌灯，可依据鱼的种类设定杀菌灯的开启㊁关闭时间，考虑到杀菌灯对人身体的危害性，设定工作时间在人的休息或者上班阶段㊂使用鱼缸杀菌灯，将水打入杀菌灯管中，越慢越好，确保每滴流出的水都经过较长时间杀菌灯的照射，如此才有良好的效果㊂杀菌灯使用寿命短，通常半年后效率就大不如前，使用定时器，一天使用个几小时即可㊂３．５㊀间歇供断氧控制由于供氧的气泡会对观赏性大打折扣，因此对供氧时间也会依据观赏者的作息进行定时控制，在不需要观赏的时间供氧，其余时间停止供氧㊂供氧模块主要是由供氧开关㊁自动供氧开关以及自动供氧间隔时间这４个数据点来进行控制㊂不同的是，供氧设备通电工作时需要供氧继电器保持持续的通电㊂因此，在程序中设置供氧继电器通电后维持５ｍｉｎ的通电状态，以保证供氧设备有足够的工作时间㊂此外，在程序中设置自动供氧的时间间隔为３ｈ㊂４㊀系统测试与结果分析４．１㊀系统测试系统的硬件测试主要监测电路板上的电路和各个元器件的连接是否正确，包括ＤＳ１８Ｂ２０测温模块的测试㊁ＬＥＤ灯周期开关的测试㊁杀菌灯㊁供氧定时开关灯的模块测试等㊂对此拟做研究阐释如下㊂（１）ＤＳ１８Ｂ２０测温模块的测试㊂将加热棒的温度调至非正常温度，ＤＳ１８Ｂ２０温度传感器的监测温度设置为３０ħ，等待鱼缸中水温升高，传感器监测到水温过高，蜂鸣器会持续报警，直到向鱼缸中添水为鱼缸降温至正常，可验证测温模块工作正常㊂（２）ＬＥＤ灯周期开关模块的测试㊂设定ＬＥＤ灯的开启时间为１９：００，关闭时间为１９：１０，等待时间到达时ＬＥＤ灯自动关闭，可验证ＬＥＤ灯周期开关正常㊂（３）杀菌灯自动控制模块的测试㊂设定杀菌灯的开启时间为１９：１０，关闭时间为１９：２０，等待时间到达时杀菌灯自动关闭，可验证杀菌灯的自动控制正常㊂（４）灯色和亮度控制模块的测试㊂鱼缸中选定红色的鱼，为产生 鱼红水不红 的效果，对ＰＷＭ进行调节，灯色改变，显现出极佳的视觉效果，可验证灯色控制模块正常工作㊂（５）自动供氧模块的测试㊂设定ＬＥＤ灯的开启时间为１９：１０，关闭时间为１９：２０，等待时间到达时供氧停止，可验证供氧的自动控制正常㊂（６）水位监测模块的测试㊂给鱼缸水位进行设定，警戒水位的信号区间为小于１０ｃｍ，降低鱼缸的水面高度，开发板接收到水面高度出现异常，蜂鸣器进行报警，需要向鱼缸中加水增高水位，可验证水位检测模块可正常工作㊂（７）看门狗模块监测㊂系统内设看门狗，测试开发板死机可以自动重启，程序周期性重启，避免系统死机对鱼缸的安全有影响㊂（８）水质浑浊度监测㊂取自来水检测其透光度，对警戒透光度的数值进行设置，系统对浑浊度低６８２智㊀能㊀计㊀算㊀机㊀与㊀应㊀用㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第１０卷㊀的自来水没有异常报警，接着给自来水中添加杂质颗粒，改变水质后再次进行测试，发现当杂质颗粒到达一定程度，系统进行异常报警，可验证水质浑浊度监测模块正常工作㊂４．２㊀结果分析研究中给出了鱼缸总体展示见图４，控制系统实体图见图５㊂所有功能的硬件进行模拟测试，得出测试结果并加以调试，没有明显误差，对所有功能模块的器件进行封装，完成设计㊂图４㊀鱼缸总体展示图Ｆｉｇ．４㊀Ｏｖｅｒａｌｌｄｉｓｐｌａｙｏｆｆｉｓｈｔａｎｋ图５㊀控制系统实体图Ｆｉｇ．５㊀Ｅｎｔｉｔｙｄｉａｇｒａｍｏｆｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍ５㊀结束语智能鱼缸自动控制系统中水质浑浊度检测对浑浊警戒指标的检测正常，但浑浊警戒的数值是人们在日常生活中不断积累经验而得到的，该阈值会因养鱼的品种不同而改变，不是一个固定的数值，且可以是一个区间㊂因此，浑浊度的警戒指标值不能完全确定在唯一最优值是本系统的难点㊂智能鱼缸自动控制系统通过设置多温度传感器，结合看门狗技术，增强对鱼缸温度的实时监控，防止 煮鱼汤 现象发生，保证系统的安全性和可靠性㊂多功能一体化的智能控制，有效减少误操作㊁漏操作现象发生，改善观赏鱼的生存环境，缓解观赏者的工作压力，提高生活品质㊂参考文献［１］焦江丽，李凤莲．以ＡＲＭＣｏｒｔｅｘ－Ｍ３为基础的ＳＴＭ３２开发板的设计与实现［Ｊ］．中国新通信，２０１３（９）：９４．［２］陈建树，杨光军．适合不同鱼种生存环境的智能鱼缸的设计［Ｊ］．福建电脑，２０１３（５）：１２３．［３］吴晓，周建平，梁楚华，等．物联网技术在智能家居中的应用研究［Ｊ］．物联网技术，２０１２（１１）：７１．［４］徐喆．一款家用鱼缸智能控制系统设计［Ｄ］．成都：西南交通大学，２０１４．［５］陈杰，郑纯军，丁开迪，等．基于ＡＲＭ的智能鱼缸控制系统的设计与实现［Ｊ］．软件工程师，２０１３（８）：４４．［６］ＲＯＫＮＩＫ，ＡＨＭＡＤＡ，ＳＯＬＡＩＭＡＮＩＫ，ｅｔａｌ．Ａｎｅｗａｐｐｒｏａｃｈｆｏｒｓｕｒｆａｃｅｗａｔｅｒｃｈａｎｇｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎ：Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎｏｆｐｉｘｅｌｌｅｖｅｌｉｍａｇｅｆｕｓｉｏｎａｎｄｉｍａｇｅｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ［Ｊ］．ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｐｐｌｉｅｄＥａｒｔｈＯｂｓｅｒｖａｔｉｏｎｓａｎｄＧｅｏｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ，２０１５，３４（１）：２２６．［７］ŁＡＷＮＩＣＺＡＫＰ，ＰＯＧＯＲＺＥＬＥＣ－ＧＬＡＳＥＲＫ，ＰＩＥＴＲＡＳＺＫＯＡ，ｅｔａｌ．Ｉｍｐｅｄａｎｃｅｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙｓｔｕｄｉｅｓｏｆｐｒｏｔｏｎｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙｉｎｉｍｉｄａｚｏｌｉｕｍｍａｌｏｎａｔｅ［Ｃ］／／ＳｏｌｉｄＳｔａｔｅＩｏｎｉｃｓ，２０１７，３０６：２５．（上接第２８３页）５㊀结束语本文主要提出了一种基于树莓派的四轴飞行器设计，包括硬件电路的设计以及通信软件的设计㊂该飞行器在传统四轴飞行器上增加了一个智能控制模块，智能控制模块通过ＳＰＩ及相关协议对飞控模块进行控制㊂另外，该飞行器可以通过手机端或ＰＣ端进行远程控制，其控制指令是基于ＴＣＰ／ＩＰ来传输㊂文中对四轴飞行器的主要硬件部分进行了设计，同时对２个主要的通信协议的制定做了详细的研究论述㊂文章最后对主要的控制软件进行了设计和调试验证，仿真结果表明本设计方案有着良好的可行性，为后续四轴飞行器的研究和开发提供了参考㊂参考文献［１］吴勇，罗国富，刘旭辉，等．四轴飞行器ＤＩＹ：基于ＳＴＭ３２微控制器［Ｍ］．北京：北京航空航天大学出版社，２０１６．［２］唐懋．基于Ａｒｄｕｉｎｏ兼容的Ｓｔｍ３２单片机的四旋翼飞行器设计［Ｄ］．厦门：厦门大学，２０１４．［３］刘杰．四轴飞行器研究与设计［Ｄ］．南京：南京邮电大学，２０１３．［４］常国权，戴国强．基于ＳＴＭ３２的四轴飞行器飞控系统设计［Ｊ］．单片机与嵌入式系统应用，２０１５（２）：２９．［５］彭琰举，宋文学，王晋，等．基于ＭＰＵ９２５０的示教航行姿态研究［Ｊ］．电子设计工程，２０１８，２６（１６）：２９．［６］刘峰，吕强，王国胜，等．四轴飞行器姿态控制系统设计［Ｊ］．计算机测量与控制，２０１１，１９（３）：５８３．［７］叶树球，詹林．基于ＰＩＤ的四旋翼飞行器姿态控制系统［Ｊ］．计算机与现代化，２０１５（５）：１１７．［８］袁博，陈昕，高铭．基于四旋翼飞行器的航拍增稳云台系统的控制算法［Ｊ］．数字技术与应用，２０１６（１）：１１６．［９］陈振，胥光申．基于ＲＰｉ的面曝光快速成形机控制系统［Ｊ］．轻工机械，２０１５，３３（６）：６０．７８２第３期李金武，等：智能鱼缸自动控制系统设计与实现。
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多功能观赏鱼缸智能控制系统的设计 东南大学 硕士学位论文 多功能观赏鱼缸智能控制系统的设计 姓名:葛华 申请学位级别:硕士 专业:机械工程 指导教师:蒋全兴;钱国宝 20070501中文摘要 多功能观赏鱼缸智能控制系统的设计 工程硕士研究生:葛华 指导老师:蒋全兴教授 东南大学机械工程学院 摘要:随着人们物质生活的改善和欣赏能力的提高,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。但是,目前市场上的观赏鱼缸的水温检测、液位 控制、水循环、喂食等操作都需要人为的手工进行,这就给人们带来了很大的麻烦和不 便。 本文通过对目前大多数水族箱控制设备应用现状的分析和研究,提出了一种多功能 的观赏鱼缸智能控制系统的设计方案。该控制系统以单片机为控制核心,结合传感器技 术,集多种控制功能于一体,包括恒温、自动照明、自动换水、自动喂食、自动水循环 等,并可根据需要增加控制参数,通过选择不同元器件控制成本,同时在系统中设计一 个通信模块,可实现对鱼缸的远程控制和管理。整个系统分为两个部分:第一部分是以 为核心的控制部分,实现对各种控制参数的设置、存储、显示和处理。第二部分 是以为核心的输入输出部分,用于采集由传感器传送过来的各种检测信号,并输出 多路信号实现对鱼缸相应功能的实时控制,两部分之间以串口进行通讯。为实现多台鱼 缸控制器的集中管理,提出基于总线的上下位机的通信结构,设计硬件电路原理图, 并进行了程序设计。本文从功能设计、元器件选择、硬件电路设计和软件设计等几个方 面对该控制系统进行阐述。 通过较长时间的运行测试,表明该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,易于规模化生产,可广 泛用于家庭和宾馆等安装观赏鱼缸的场所。 关键词:鱼缸;自动控制;单片机;串口通讯;总线英文摘要::. ,:、榭’ . . , , . ’? .. , ?, ,. Ⅱ 仃 . , . .,, :;. . . , . , , . ,, ,, . , , . ,..; :; ; ; Ⅱ东南大学学位论文独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成 果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表 或撰写过的研究成果,也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过 的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并 表示了谢意。 东南大学学位论文使用授权声明 东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的 复印件和电子文档,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内 容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外,允许论文被查阅和借阅,可 以公布包括刊登论文的全部或部分内容。论文的公布包括刊登授权东南大学研 究生院办理。第一章绪论 第一章绪论 .选题背景 随着我国经济的发展和人民生活水平的大幅度提高,人们的消费观念变化很大,消费档次与水 平都在提高.人们的生活品位越来越高,环境的个性化,环保化也越来越受到人们的重视,与之相 关的休闲、居家装饰等行业相应地日显蓬勃发展之势。工作生活在“钢筋水泥丛林”里的都市人承 受着种种压力,心底里无不渴望寻回那身处自然的宁静与和谐,而一个生机盎然、苍翠欲滴的鱼草 水族箱不但可以给人带来无比宽松舒适的美感,更能调节居室环境,使人寻回那久违的绿色、鲜活 的鱼类,让大自然的美景在自己的身边长存?。“水族”行业正是在这种需求下应运而生的。 “鱼缸”又称“水族箱”,“水族箱”一词起源于英国,沿用至今己超过了年。当时的定义 仅仅是一个养动植物的水容器,而随着科技水平的不断进步,以及人们养殖观赏鱼和种植水草的水 平的不断提高,水族箱不仅被认为是一个养动植物的容器,而且被认为是自然域的一个缩影,是一 相对完备的生态系统。在早期,水族箱多用于展览馆、公园等大众化的场所供大家观赏,随着生活 水平的提高,科技和水族养殖业的快速发展。水族箱已成为普通家庭的室内装饰。近年来,这种以 水草、金鱼为主的水族箱被称作“水中微缩的鱼草园林”,深受人们的喜爱,但由于人们缺乏养护 的技艺或者是由于时间原因不能及时进行养护,往往“好景不长”,最后的结局多是“草桔鱼亡”。 针对水族箱的养护问题,市场上也陆续出现了各种控制鱼缸水温、排水、充氧和照明的设备, 如过滤器、加热器、加氧泵等改善水质的设备。但是由于产品繁多。功能不统一,而且大多是非智 能化的、单一的恒温控制、充氧或是照明的系统。如果要组成一套完整的集恒温、充氧和照明功能 为一体的控制系统,往往需要购置多个设备分别安装.需要投入的费用较大.同时多个单一系统机 械化的组装之后,也存在一定的资源浪费。这样不仅增加了成本,重复投资,影响美观,而且功能 使用不灵活、不方便,整体性能也无法得到提升。 因此,本文以家庭中鱼缸的日常养护为背景,以鱼缸中的水位、水温、溶氧量等的控制为研究 对象,对日常养护过程中的综合自动化及其应用技术展开研究,这对利用高新技术改造原有的家庭 水族以及传统规模化水产养殖产业的自动化发展具有较大的实际意义和研究价值。 .国内外研究现状及发展趋势 随着经济水平的突飞猛进,装饰业的日趋兴起,人们对生活、家居品位的追求愈加重视,体现 在经济形态中就是与之相关的休闲、居家装饰等行业日显蓬勃发展之势。居住、工作环境的生动化、 温馨化也越来越和人的精神、情操、新的生活观念紧密地联系在一起。休闲水族行业也正是在人类 的这种需求下应运而生,并且近年来其快速发展之状况使其已经成为一股新兴的经济力量受到经济 界及业内人士的关注,据最新资料显示:水族产品的日渐丰富,水族市场更加繁荣昌盛.水族行业 产业规模的年增长率达到.%,仅北京就由传统的几个小市场,发展成个大规模的市场。其市 场空间的拓展速度也昭示着将有更多的投资机会点在这种新的经济形势下诞生。如今是国际水族产 品看中国,许多国外大的采购公司都盯准中国这个市场,把长远的目标放在中国。。随着水族箱产 品迅猛发展,巨大的水族箱市场的需求也极大推动了国内外各种水族箱控制设备的研发和生产。 传统的水族箱需经常换水和补充氧气,常配备两种设备:水泵和空气泵.用以清洁水体和补充氧 气。但这些设备的工作时间会因季节、温度及饲鱼的多少而不同。每天需要进行多次开停操作,这样 的连续工作,会缩短设备的寿命,更不利于节能。 在观赏鱼饲养过程中的实践表明:市场上现有的鱼缸控制系统都是功能较简单的设备。如灯光 照明控制.只能人为的进行开关控制,光照时间短了就不能很好的满足鱼缸中鱼类,特别是水草的 查堕查兰三堡堡主兰竺堡奎 光照需求;时间长了超过水草光照需求,不仅不利于水草生长,而且还造成电力资源的浪费。如温 度的控制,采用加热棒进行加热控制,由于加热棒本身采用双金属片温控以及手工控制加热棒的启 停,造成温控精度较差,很难达到恒温效果。鱼缸的充氧,由于水溶解氧的特性决定,当水中溶解 的氧气达到一定程度,或者鱼缸内鱼的密度不是太大,即使是在夏天也不必要一直充氧,可以采用 间隔充氧和换水,否则再进行充氧都是多余的,也必然浪费大量的电力资源“。。 因此,一些电路简单,能可靠工作和“自动间歇”的控制器也随之产生。扩展到鱼缸内其他参数 的控制.市场上陆续出现了与鱼缸相关的控制设备。如鱼缸间歇充氧定时器、鱼缸自动恒温器、鱼 缸自动水循环控制器、鱼缸自动喂食器、鱼缸灯光自动控制器等。由于这些设备的均各自独立工作, 独立控制相应的环境参数,所以一个鱼缸中需配置几个独立的控制设备;而这些独立控制设备的价 格一般都在~元.如果配齐整套控制设备,价格大概在~之间;因此,多功能型 的鱼缸控制器的开发也受到了很多厂商的关注,陆续出现了多种为水族行业优化制作的多功能控制 器,这些仪器集温度、灯光、充氧、过滤、报警等控制功能于一体。功能设计上追求性能稳定可靠, 安装、调试、维护方便。此外,这些控制器不仅可以广泛应用于家庭观赏鱼缸的养护管理:而且也 适用于水族养殖业,尤其是宾馆、饭店、展厅、居家等对水系要求较高的观赏和经济水生物的养护。 相对于目前的水族行业市场的极大需求,多功能鱼缸控制器的研发生产仍处于初步时期,相应 的产品也处于供不应求的阶段。因此,本课题根据目前国内外水族行业的发展状况,结合水族箱的 养护需求,同时分析行业中水族箱控制设备的研发和产品的特点,进行总结,自主设计开发了价格 低廉,操作简单,节能环保,集恒温控制、自动充氧、自动水位控制进捧水、自动照明和自动喂食 等多功能与一体的鱼缸智能控制系统。 .主要研究内容 本课题拟以公司生产的单片机为核心,同时结合传感器技术,设计一套适合