智能魚缸遠程控制系統設計探討

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摘要：智能魚缸控制系統以STC89C51單片機作為核心控制模塊，與BT04-A藍牙模塊、電源模塊、光照模塊、增氧模塊、恒溫模塊、自動換水模塊、按鍵模塊、數碼顯示及報警模塊相結合，完成對魚缸的精確控制，使水族有更好的生存環境。通過溫度傳感器實時采集魚缸水溫，并由數碼管顯示，以便隨時直觀方便地掌握魚缸的溫度狀況；同時系統還可以實現增氧、增強光照、自動換水、自動投食功能。系統設計了兩種控制方式，一是手機app藍牙控制，二是按鍵控制。

關鍵詞：單片機；藍牙技術；手機APP

1系統總體設計

智能魚缸控制系統主要由電源模塊、主控制模塊、藍牙模塊、光照模塊、增氧模塊、恒溫模塊、自動換水模塊、按鍵模塊、數碼顯示及報警模塊組成。智能魚缸控制系統框圖如圖1所示。本文設計的智能魚缸控制系統，主要由硬件和軟件兩部分組成。其中硬件由電源模塊、主控制模塊、藍牙模塊、光照模塊、增氧模塊、恒溫模塊、自動換水模塊、按鍵模塊、數碼顯示及報警模塊組成。軟件是在KeilC編程環境中用C語言編程實現。通過手機APP或按鍵操作可對智能魚缸控制系統進行控制，實現增氧、恒溫、自動換水和增強光照功能，從而確保魚生活在舒適的環境中。通過溫度傳感器實時監測魚缸水溫，當水溫超出魚生存的最佳溫度范圍時，溫度報警模塊會發出告警，并自動開啟加熱或降溫功能，直至溫度達到所設范圍。同時，該系統還具有自動投食功能。

2系統電路設計

2.1主控制模塊

本系統以STC89C51單片機為主要控制核心，控制了電源、增氧、恒溫、自動換水、光照。單片機主控制電路如圖2所示。單片機是一種集成的微型計算機，它包括了計算機該具備的中央處理器CPU、程序存儲器ROM、數據存儲器RAM、中斷系統、定時/計數器、時鐘部件的集成和I/O接口電路。體積非常小，價格便宜，使用方便，廣泛地應用在自動控制領域，使得機器設備更加智能、可靠。為了保證使用時的可靠性，需要設計單片機的復位鍵。采用按鍵手動復位的設計，RST端接按鍵，經過電阻與電源VCC接通。

2.2藍牙模塊

BT04-A藍牙模塊通過手機APP或按鍵操作可對智能魚缸控制系統進行控制，實現增氧、恒溫、自動換水和增強光照功能，從而確保魚生活在舒適的環境中，并實現養魚的相關工作。

2.3溫度檢測模塊

溫度檢測由數字溫度傳感器實現。它是把溫度物理量和濕度物理量，通過溫、濕度敏感元件和相應電路轉換成方便計算機、plc、智能儀表等數據采集設備直接讀取得數字量的傳感器。它的工作原理是開始供電時，數字溫度傳感器處于能量關閉狀態，供電之后用戶通過改變寄存器分辨率使其處于連續轉換溫度模式或者單一轉換模式。在連續轉換模式下，數字溫度傳感器連續轉換溫度并將結果存于溫度寄存器中，讀溫度寄存器中的內容不影響其溫度轉換;在單一轉換模式，數字溫度傳感器執行一次溫度轉換，結果存于溫度寄存器中，然后回到關閉模式，這種轉式適用于對溫度敏感的應用場合。在應用中，用戶可以通過程序設置分辨率寄存器來實現不同的溫度分辨率。恒溫控制電路如圖3所示。

2.4數碼顯示模塊

數碼顯示模塊是有數碼驅動模塊控制，實時顯示魚缸中的溫度。數碼顯示電路如圖4所示。數碼管顯示電路由八個發光二極管組成，7個發光二極管構成字母的筆畫，一個控制小數點。通過控制二極管的亮和滅來顯示相應的字母。本系統由單片機控制數碼管每段的電平高低既非常簡單又實用。

2.5按鍵模塊

按鍵模塊主要控制魚缸中的水溫和換水情況。按鍵控制電路如圖5所示。

2.6繼電器模塊

繼電器主要魚缸的恒溫。增氧過濾。自動換水和光照，實現對魚缸的控制。繼電器控制電路如圖6所示。

3測試與分析

測試結果顯示，本設計采用APP對魚缸進行遠程智能控制，用戶可以方便快捷的控制魚缸，進行增氧、喂食、加溫和提供光照。還結束了傳統的人工搬運換水，省時省力。只需簡單的一鍵就可以解決用戶的麻煩，操作簡單，方便快捷，節省了人力。該魚缸采用了不同于其他魚缸的溫度控制模塊。調查顯示，魚的最適生長溫度為22-30攝氏度，該溫度下大大降低了魚的患病率。使魚的存活率大大提高。該系統設置了自動喂食，每個12個小時投放一次。即使用戶忘記了投食，魚類也不會被餓死。大大降低了魚的死亡幾率，節省用戶的精力。自動喂食還可控制投食的量，可根據魚的大小。魚的數量設定魚食量，降低了魚因飽食而亡的風險。在測試中智能魚缸的功能都可以實現，溫度中我們保持在20～26度之間，當溫度檢測模塊檢測到溫度低于20度時，加熱系統會自動為其加熱。當溫度大于26度時，警報器會響三聲然后加熱系統斷電，水循環系統加大功率，做到最快的速度散熱。當然這些也可以通過手機來控制，你可以對你的魚缸隨心所欲。燈光會定時打開也可以通過手機手動打開，自動的在早晨6點定時每隔13個小時13個小時打開5個小時。實物圖如圖7所示。

4結束語

本文設計了智能魚缸控制系統，通過手機APP或按鍵操作可對智能魚缸控制系統進行控制，實現增氧、恒溫、自動換水和增強光照功能，從而確保魚生活在舒適的環境中。通過溫度傳感器實時監測魚缸水溫，當水溫超出魚生存的最佳溫度范圍時，溫度報警模塊會發出告警，并自動開啟加熱或降溫功能，直至溫度達到所設范圍。同時，該系統還具有自動投食功能。隨著時間的流逝，水族產業將進入每家每戶，而可以遠程操控的智能化魚缸可以更快地融入市場，取代傳統的生態的魚缸，系統功能豐富，增強了市場的競爭力，有著廣闊的應用前景。

參考文獻

[1]邱義.基于STM32的智能魚缸遠程控制系統設計[J].信息技術與信息化,2020(10):230-232.

[2]張志輝,張小花,王嘉輝,黃澤鴻.基于物聯網的智能魚缸遠程控制系統設計及開發[J].電子技術與軟件工程,2019(14):36-37.

[3]朱炯健,張喜洋,楊樹輝,齊延興.基于STM32的遠程無線智能魚缸控制系統設計[J].科技風,2019(06):59.

[4]蔡利民,侯群,張龍,李鵬,夏武,陳莉.Android軟件在智能魚缸遠程控制系統中的應用設計[J].自動化技術與應用,2016,35(09):27-30+70.

作者：高文靜 王靜 單位：安徽新華學院 電工程學院