基于触摸屏的多功能水族箱的设计

基于触摸屏的多功能水族箱的设计
王强;吴琼;姜斌
【摘要】随着我国经济的发展和经济水平的大幅度提高，人们的消费观念变化很大，人们的生活品味也越来越高，人们开始渴望亲近自然。

鱼缸成为家居生活的必需品。

传统在室内养鱼需要人们亲自给鱼喂食、换水和清理鱼缸。

这样既费时间又费精力，养鱼者很辛苦。

本设计把这些麻烦事都集中在液晶触摸屏上，完全可以一键控制。

同时，人们能够随时监控鱼缸内的水位和温度，并且成本低，实用性高，易操作，具有一定的市场推广和应用价值。

【期刊名称】《黑龙江科技信息》
【年(卷),期】2015(000)014
【总页数】1页(P32-32)
【关键词】触摸屏;水族箱;单片机
【作者】王强;吴琼;姜斌
【作者单位】黑龙江东方学院计算机科学与电气工程学部，黑龙江哈尔滨150066;黑龙江东方学院计算机科学与电气工程学部，黑龙江哈尔滨 150066;黑龙江东方学院计算机科学与电气工程学部，黑龙江哈尔滨 150066
【正文语种】中文
本设计基于LCD液晶触摸屏控制界面，外加无线通信技术，可实现检测水位，自动控制水位，自动定时喂食，自动打氧，调节水温、恒温，控制灯光等功能。

其中利用超声波来测水位高度、数字温度传感器检测水温，恒温装置控制水温，手机通
信技术远程监控鱼缸状态。

硬件设计框图如图1所示。

1.1 主控液晶显示模块。

本系统采用IAP15F2K61S2单片机作为主要CPU，并且
用PCF8574作为扩展IO口芯片，同时应用此单片机来驱动3.2寸LCD液晶触摸屏，从而实现电路中显示及触控功能。

其主要控制模块有超声波检测水位高度并显示，继电器控制实现自动换水，DS18B20采集温度，继电器控制加热棒实现恒温和温泉过滤功能的控制，通过可触液晶屏也可以控制单片机实现灯光变换。

1.2 HC-SR04超声波测水位高度模块。

HC-SR04超声波测距模块可提供2CM-400CM的非接触式距离感测功能，测距精度可达3MM；模块包括超声波发射器、接收器与控制电路。

利用超声波通过水位上升漂浮物，便可测得水位高度值，将测量值反馈到单片机中，通过触摸液晶屏来设定水位高度，继电器跳变控制水泵进出水，进而水位高度实现手动和自动调节。

1.3 数字温度传感器测温，恒温，控温模块。

依据数字温度传感器18B20原理，
实现对水温的精确测量，并将采集的温度显示在LCD上，滑动可控温度按钮，设
定当前温度值，并与测量温度值进行对比，便可通过继电器跳变，控制加热棒来实现对水温的控制，并可时时对水温进行自动调节，实现箱内恒温化。

1.4 可控灯光调节。

红外线遥控器已被广泛使用在各种类型的家电产品上，它的出现给使用电器提供了很多的便利。

红外遥控系统一般由红外发射装置和红外接收设备两大部分组成。

红外发射装置又可由键盘电路、红外编码芯片、电源和红外发射电路组成。

红外接收设备可由红外接收电路、红外解码芯片、电源和应用电路组成。

利用红外遥控器控制的可控灯光，首先依据红外解码与编码原理对其进行解码和编码通过触摸液晶屏设计自编控制器，然后通过红外发射实现可控灯光变换功能。

1.5 自动喂食的实现。

单片机收到触摸屏信号或者手机信号控制直流电机转动，带动齿轮旋转，便可进行喂食，通过时间设定，可以进行自动喂食。

1.6 喷泉过滤系统。

此设计不仅起到美观作用同时又能过滤鱼缸内杂质，而且可以
与自动打氧装置相配套实现为鱼缸换氧气的功能。

1.7 SIM300无线传输。

SIM300是一款三频段GSM/GPRS模块，可在全球范围
内的EGSM 900MHz、DCS 1800MHz、PCS1900MHz三种频率下工作，利用SIM300与单片机的串口通信功能，可实现手机远程检测及控制鱼缸的各种功能。

基于触摸屏的多功能水族箱的设计软件流程如图2所示。

本水族箱解决了测量水高的问题，自动换水。

将触摸液晶屏应用到了鱼缸中，时时对鱼缸进行测温，控制鱼缸温度。

本水族箱采用远程反控制原理，应用手机对鱼缸实现实时监控，了解鱼缸内一些基本信息，如鱼的基本生存环境，同时也可对其做出基本的控制。

本水族箱还可具备灯光调节功能，可以调节各种颜色的灯光，不仅可以使人心情愉悦，使人赏心悦目，而且使得室内环境变得非常漂亮和美观。

现有产品大多数都是靠人工完成养鱼过程，费时费力，极大的降低了大部分养鱼者的乐趣。

而本发明利用技术手段很好的解决了这些麻烦的问题，本设计通过对水族箱内环境的调整来使鱼更加的健康，避免了人们给鱼喂食，清理鱼缸，给鱼换水的劳累过程。

并且可以用手机无线控制，安全准确方便，操作简单，性能良好。

本水族箱适用于办公室，各种商业场所和自家居住的卧室、客厅等，不仅让人们享受到了养鱼的乐趣，而且而且让人们感到大自然的温馨。

【相关文献】
[1]郭天祥.51单片机C语言教程[M].北京：电子工业出版社，2009.
[2]王芳.基于GSM短消息无线通信系统的研究[D].南京：河海大学，2006，3，1.
[3]曾爱平，刘洪见，徐晓薇等.不同光照条件对水生植物生长的影响[J].浙江农业科学，2009（1）：98-100．
[4]张毅刚.新编MCS-51单片机应用设计[M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2003.
[5]胡伟.单片机C程序设计及应用实例[M].北京：人民邮电出版社，2004.。