基于单片机的智能鱼缸的设计与实现论文终稿Word文件下载.docx

基于单片机的智能鱼缸的设计与实现论文终稿Word文件下载.docx

《基于单片机的智能鱼缸的设计与实现论文终稿Word文件下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于单片机的智能鱼缸的设计与实现论文终稿Word文件下载.docx（43页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

整个系统分为两个部分：

第一部分是以STC12C5A60S2为核心的控制部分，实现对各种控制参数的设置、存储、和处理。

第二部分是手机安卓部分，通过手机端APP可以对鱼缸进行实时控制、参数设置等，实现人机交互。

两个部分之间采用蓝牙通讯技术，将数据信息在上位机与下位机之间交互传输。

该系统根据当前市场上的需求进行设计和开发，形成了一套自动充氧、自动换水、灯光变换和自动喂食等功能为一体的集成控制系统。

同时该系统设计灵活、成本低廉，便于量产，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，蓝牙通讯，APP

Abstract

Inrecentyears,withthedevelopmentofembedded,intelligenthouseholdalsoenteredpeople'

slives.Theintelligentaquariumisnotdevelopment.Iaccordingtothecurrentmarketanalysisandresearchstatusquoofrelatedequipment,systemintegrationfromtheperspectiveofdesignanddevelopment,asetofmulti-functionalintelligentfishtankcontrolsystemdesign.

ThecontrolsystemSTC12C5A60S2microcontrollercore.Combinedwithsensortechnology.Setavarietyofcontrolfunctions.Includingtemperaturedetection,automaticoxygenation,automaticwaterchange,transformandlightingautomaticfeeding.WhilethedesignofaBluetoothcommunicationmoduleinthesystemcanberealizedonthetankremotecontrolandmanagement.Thewholesystemisdividedintotwoparts:

thefirstpartisSTC12C5A60S2thecontrolpartofthecore,toachieveavarietyofcontrolparameterssettings,storage,andprocessing.ThesecondpartisthepartofAndroidphones,thetankcanbereal-timecontrol,parametersettingviamobilephoneterminalAPP,human-computerinteraction.BetweenthetwopartsoftheBluetoothcommunicationtechnology,informationexchangedatatransmissionbetweenthehostcomputerandthenextcrew.

Thesystemisdesignedanddevelopedaccordingtotheneedsofthecurrentmarket.Theformationofanautomaticoxygenation,automaticwaterchange,transformandlightingautomaticfeedingandotherfunctionsintooneintegratedcontrolsystem.Meanwhile,thesystemisdesignedtobeflexible,lowcost,easeofmassproduction,itcanbewidelyusedinhomesandhotelsandotherplacestoinstallaquarium.

Keywords:

Aquarium,automaticcontrol,single-chip,Bluetoothcommunication,APP

1绪论

1.1课题背景

随着我们国家经济的快速发展，人民对生活质量的追求也一直在提高，人们也不再像前一代人那样的消费观念。

人们追求越来越高的生活品位，导致了消费水平也在提高，家居环境的个性化、环保化也越来越受到人们的重视，同时相关的智能家居等行业相应的出现大发展之机遇。

现代都市生活使人们承受着种种压力许多人需要得到精神的安慰，心底渴望怀抱大自然的宁静与和谐，饲养宠物已经成为一股经久不息的潮流。

而一个生机勃勃的鱼草生活惬意的鱼缸不但可以给人们带来春季盎然的美感，更能美化居室环境，使人回归那久违的绿色，让自己重新回到大自然美景的怀抱中。

在这样的新趋势下，饲养几条观赏鱼将成为新的潮流。

智能鱼缸控制系统正是在这种需求下产生的。

水族箱不单单只是一个是养鱼、鱼草的水容器，它更是大自然的一个小小的缩影，是一个相对完整的小型生态系统。

最近这些年，这种以水草、观赏鱼为主体的生态鱼缸被叫做“微缩鱼草园林”，人们对其非常喜爱和追捧。

但是要让一个适宜水草、小鱼生活的环境长时间保持是一件费时费力的事情，很多都市人忙于工作或者迫于生活压力都没有时间照料小鱼，所以一般结局大都是水草枯死小鱼干死。

所以现在出现的鱼缸水体净化和水质改善的设备有很多，目前市场上经常看见的鱼缸控制设备有：

换水设备、加氧泵、喂食设备等，但是它们一般都是非智能化的、单独工作需要人工控制开关的器件。

但若是把若干独立的鱼缸控制设备机械的组成一个多功能的控制设备，需要的花费是很多的，而且这些器件按装在一起之后，同时存在着电的浪费，不便于集中统一进行管理控制。

1.2国内外研究现状

“鱼缸"

又称“水族箱"

，水族箱一词起源于英国，水族箱饲养始于1851年的英国万国工业博览会上，沿用至今已经有150年的历史。

鱼缸在150年前的定义仅是一个养动植物的容器，最原始的鱼缸只一个结构简单水箱，水族箱也没有什么复杂的功能。

德国与英国在这个嗜好上竞争，踏入20世纪，汉堡市成为欧洲入口新奇水族品种的港口。

第一次世界大战后几乎所有家居都已经有电力供应，水族箱亦因此更广泛地受欢迎。

电力的改善使水族科技得以发展，使人工照明、通风、过滤、水温加热都成为可能。

空中运输的出现使更多远方的外地品种能够入口，亦使水族饲养更受欢迎。

现时，估计全球有大约6千万水族喜好者。

水族嗜好最强列的地区依次序为欧洲、亚洲及北美洲。

在美国，大部分人（40%）同时打理2个或以上的水族箱。

我国的水族箱控制系统发展起步相对较晚。

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嘲。

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。

水族箱要保持金鱼、水草的生活环境需经常换水和补充氧气，通常配备水泵和空气泵这两种设备来循环水体和补充氧气，但是这些设备都是通过人力进行开关控制，不便宜操作。

1.3研究目的

目前很多家庭都用小型的水族箱来养水草、观赏鱼，但是人们的生活却很忙碌，可能没有时间来照顾鱼缸里的小鱼和水草，以至于鱼缸这个小型生态环境长时间得不到平衡，进而导致水草、观赏鱼相继死去。

智能鱼缸控制系统正是在这种需求下产生的，现在鱼缸水体净化和水质改善的设备有很多，目前市场上经常看见的鱼缸控制设备有：

但若是把若干独立的鱼缸控制设备机械的组成一个多功能的控制设备，需要的花费是很多的，而且这些器件组装在一起之后，存在着资源浪费，不便于集中统一进行管理控制。

现在，鱼缸智能控制器有的很大的市场需求，但是研究和开发尚处于起步阶段，相应的产品也相对较少。

因此，自主设计了成本低，操作简单，节能环保的智能鱼缸控制系统。

本智能鱼缸控制系统以STC研发生产的STC12C5A60S2单片机为控制CPU，同时结合传感器技术、蓝牙通讯技术、手机APP，研发出一套可以用于不同类型水族箱和各种使用环境的集自动充氧、自动换水、灯光变幻、自动喂食、温度监控等各种功能于一体的智能鱼缸控制系统。

2开发技术与原理简介

2.1嵌入式技术

嵌入式系统被定义为:

以应用为中心、以计算机技术为基础、软硬件可裁剪、适应应用系统，对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。

嵌入式系统主要由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及用户的应用程序等4个部分组成，它是集软硬件于一体的可独立工作的“器件”。

嵌入式系统是一种面向应用、功能定制、资源受限、响应要求高、性能稳定、无自举开发能力，由硬件和软件两部分构成的专用计算机系统。

“嵌入性”、“专用性”与“计算机系统”是嵌入式系统的三个基本要素，应用对象系统指嵌入式系统所嵌入的宿主系统。

2.2传感器技术

传感器技术是现代科学的前沿技术，是新技术革命和信息社会的重要技术基础。

在现代生活和科学研究中，各种类型的传感器所提供的大量可靠、准确的信息，不仅能代替人的五官功能，而且还能检测到人的五官所不能感受的信息，从而使人类能更好地认识世界和改造世界。

目前，传感器技术广泛应用于航空、航天等尖端技术领域及工业、农业等人类日常生活许多方面。

传感器在工业部门的应用普及率已被国际社会作为衡量一个国家智能化、数字化、网络化的重要标志。

因此，传感器技术作为一种与现代科学密切相关的新兴学科正得到迅速的发展，并且在许多领域被越来越广泛的利用。

2.3Android技术

2.3.1Android智能手机平台概述

Android是Google公司在2008年联合开放手持设备联盟（OHA）推出的基于Linux内核的智能移动设备操作系统，主要应用于掌上便携设备，如智能手机和平板电脑等。

Android平台为移动设备提供了有Linux操作系统、中间层、UI（