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。
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、加热器、加氧泵等改善水质的设备,但是它们大多是非智能化的、单独工作的器件。
如果仅仅把多个单独的设备组成一套多功能的鱼缸控制系统,需要投入的费用较大,同时多个单一器件机械化的组装之后,也存在一定的资源浪费。
本系统则是从系统集成开发的角度进行设计和开发,根据当前市场上的需求,形成了一套集鱼缸温度自动检测、鱼缸水位控制、水泵自动给水以及灯光自动开关为一体的鱼缸智能控制系统。
系统以AT89S52单片机为核心,实现对鱼缸的集中控制和管理,能够对鱼缸温度进行自动检测,检测系统要有足够高的灵敏度;能够手动调整被检测温度的促发值,温度实时显示用LCD实现。
用水位传感器或碳棒监测水位情况,用单片机控制水泵自动工作,电路具备一定的容错功能。
该系统设计控制器使用单片机AT89S52,测温传感器使用DS18B20,用1602液晶以串口传送数据,实现温度显示。
下面从鱼缸智能控制系统总设计、硬件设计以及软件设计等方面加以描述。
1 绪论1.1 选题背景“鱼缸”又称“水族箱”,“水族箱”一词起源于英国,沿用至今已超过了150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“草枯鱼亡”。
[1]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、充氧以及照明的设备,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、灯光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箱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。
1.2 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13.8%,仅北京就由传统的几个小市场,发展成8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。