基于单片机的智能鱼缸的设计与实现---论文终稿
(完整版)基于单片机的智能鱼缸的设计与实现文献综述
单片机技术、传感器信息采集技术与Android技术简介李洋（一）智能鱼缸概述随着人们生活水平的不断提高，家居环境或是休闲娱乐场所都安装各种各样的观赏型鱼缸，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：换水器、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，并且不便于管理控制，该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，形成了一套集自动充氧、自动水位控制进排水、灯光照明和自动喂食等功能为一体的控制系统。
系统以STC12C5A60S2 单片机为核心，实现对鱼缸的集中控制和管理，并通过手机端APP与人进行信息交互。
（二）嵌入式技术1.嵌入式技术简介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.嵌入式技术发展环境美国著名未来学家尼葛洛庞帝1999年1月访华时预言，4～5年后嵌入式智能(电脑)工具将是PC和因特网之后最伟大的发明。
嵌入式技术已进阶成智能核心的关键性技术，随着云端运算的技术与环境逐渐成熟，各国政府均倾全力推动物联网、泛在网甚至未来网络的发展，牵动信息科技产业的技术发展走向。
智能系统已向具备更方便的使用介面，支援各式无线网络传输与容量更大的储存装置。
基于51单片机的智能鱼缸控制系统的设计与实现
基于51单片机的智能鱼缸控制系统的设计与实现摘要:本设计是基于51单片机的智能鱼缸控制系统的设计与实现，是由51单片机作为核心板，LCD1602液晶显示、由DS18B20数字温度传感器检测、由液位传感器df-893液位检测控制模块、由计时器计时投食模块。
基于单片机的智能鱼缸控制系统的鱼缸集温控和喂食，计时，一体、低成本低功耗的智能鱼缸设备。
智能鱼缸系统，免去了养鱼缸的人们对鱼缸的日常操作，本智能鱼缸系统也可以用于水族馆以及养殖场这种场合。
关键词: 51单片机；LCD1602液晶； DS18B20数字温度传感器；df-893液位检测1 设计背景及目的近几年来，随着科学水平的发展和技术的提升，人们的生活质量得到了质的飞跃，越来越多人会在除了衣食住行外的其他方面去提升生活质量和家庭品味，不少人也会在家里摆上个鱼缸以便观赏。
但是现在的快节奏生活和工作又让人们没法花费长时间在打理鱼缸上，而智能鱼缸系统，免去了养鱼缸的人们对鱼缸的日常操作，本智能鱼缸系统也可以用于水族馆以及养殖场这种场合。
目前市面上的一体、低成本低功耗的智能鱼缸设备还比较稀少，属于需求大于供给的状态，所以本课题研究的基于单片机的智能鱼缸控制系统可以满足这一需求并且成本控制上要比单一购买鱼缸设备的成本低。
2 基本设计思路智能鱼缸控制系统的设计分为每个功能模块的硬件部分和由单片机控制的软件部分。
硬件部分包括对时间，温度和液位的感知，并传送所有信息到控制端。
软件部分包含信号的转换，分析温度和液位的临界值、时间的分析，并将得到的信号转换为电信号，控制温度、液位、电机喂食的实现。
3 硬件设计51 单片机是对所有兼容 Intel 8031 指令系统的单片机的统称。
该系列单片机的始祖是 Intel 的 8004 单片机，后来随着 Flash rom 技术的发展，8004 单片机取得了长足的进展，成为应用最广泛的 8 位单片机之一，其代表型号是ATMEL 公司的 AT89 系列，它广泛应用于工业测控系统之中。
鱼缸智能控制系统设计与实现
功 率放 大芯 片
继电器 （温控）Ｉ Ｉ继电器 （灯光 ）ｌ Ｉ继 电器 （增氧）ｌ Ｉ继 电器 （抽水）
图 １硬件结构框图
３ 软件 部分 设计 软件作为设计控制系统 的一个非常重要环节 ，灵活性很强 ，
可 以按照 系统要求 和其 功能进行变 化 。软件 是采用 模块化 的设 计 结构，各个 功能 程序 需要分别编 写用于 调试 。每个 模块在 调 试 成功之 后，将所 有 的模 块组合 连接起 来，组成 系统软件 。这 种设计有助于程序代码进行优化 ，而且便于维护 、编程和调试 。
…
４ 结论 通过软件调试 以及硬件实物 的制作 ，基本达到 了预期 目标 ，
可 以实现对 鱼缸温 度 的实 时监控和 控制 ，并且可 以控制一 些辅 助 设备 的启动和停 止。本系 统存在 一些优 点的 同时也存在着 一 些不足 ，优点有 ：
（１）成本低廉 ，功能实用 ，可 以基本满足对鱼缸控制 的要求 。 （２）红外遥 控 ，操作 方便，用户不用 走到鱼缸面 前，可在 家 中任意地方直接用手 中的遥控器控制鱼缸 。 不足有 ： （１）控 制方式不够 完善，依靠继 电器 控制鱼缸 的温 度，会 使加热装置频繁启动停止 ，容易加快设备损耗 。 （２）功能不够全面 ，在 以后 的设计 中可 以针对鱼缸 的水 位 进行检测 ，水位低时可 以自动注水 ，以达到完全 自动化控制 。
１ 引 言 智能 鱼缸是新 概念 的高档 鱼缸 。智 能鱼缸解 决 了传 统鱼缸
饲养及 照料 的困难 ，并所 有 的功能实现 全 自动 化供给 。更好地 饲养热 带鱼 ，智能鱼缸满 足热 带鱼 的所 有生存 条件 。让 更多人 成为养鱼爱好 者是水族用户 的首要选择 。智 能鱼缸可用于装饰 、 观 赏等 ，如装饰 客厅 、书房、办 公室 、公共场所 等地 方 ：智 能 鱼 缸完美 呈现 热带鱼 的绚丽 多姿，可 当夜灯 、装 饰 品、加 湿器 使 用；放松 心情 、缓解压 力、消除 学习及 工作 中的眼睛 疲劳 ； 通过 交流 饲养热 带鱼知识 拉近人 与人之 间的距离 ，是用于馈 赠 亲朋 好友 的最佳 品 因此 设计一个 系统 成本低廉 ，功能全 面 ， 并且 可 以远 距离红 外遥控 ，能为用户 提供 了更多 的方便和舒 适 的智能鱼缸非常重要 。
基于单片机的智能鱼缸温控系统设计
基于单片机的智能鱼缸温控系统设计摘要本文针对传统鱼缸温控系统的不足，提出了一种基于单片机的智能鱼缸温控系统设计方案，该系统具有自动控制、实时监测、定时提醒等特点，可实时保持鱼缸水温在合适的范围内，保障鱼类健康成长。
本文首先对传统温控系统的缺陷进行介绍，然后详细阐述了智能鱼缸温控系统的硬件设计和软件设计，最后进行系统实验验证。
关键词：智能鱼缸，温控系统，单片机，健康成长，实时监测AbstractThis paper proposes a design scheme of intelligent fish tank temperature control system based on single chip microcomputer to solve the shortcomings of traditional fish tank temperature control system. The system has the characteristics of automatic control, real-time monitoring, timing reminder, etc. It can keep the water temperature offish tank in the appropriate range in real time, and ensurethe healthy growth of fish. Firstly, the deficiencies of traditional temperature control system are introduced. Then, the hardware design and software design of intelligent fish tank temperature control system are elaborated in detail. Finally, the system experiment is verified.Keywords: intelligent fish tank, temperature control system, single chip microcomputer, healthy growth, real-time monitoring1. 引言鱼类是人们生活中非常重要的食品来源，鱼缸的养殖已经成为一项风靡全球的爱好。
基于STM32智能鱼缸监控系统的设计
基于STM32智能鱼缸监控系统的设计一、本文概述随着物联网技术的飞速发展，智能家居成为了一个备受关注的新兴领域。
作为智能家居的重要组成部分，智能鱼缸监控系统的设计与实现不仅为鱼类的养殖提供了更为便捷和高效的管理方式，同时也为家庭用户带来了更为丰富和多样的观赏体验。
本文旨在介绍一种基于STM32的智能鱼缸监控系统的设计，通过综合运用传感器技术、嵌入式系统、网络通信等技术手段，实现对鱼缸水质、温度、光照等关键环境参数的实时监控与智能调控，以提高鱼类的养殖质量和生活环境，同时为用户带来更为智能和舒适的观赏体验。
本文将从系统的硬件设计、软件编程、网络通信、用户界面等多个方面进行深入探讨，以期为相关领域的研究与实践提供有益的参考和借鉴。
二、系统总体设计基于STM32的智能鱼缸监控系统的设计主要包括硬件设计和软件设计两大部分。
在硬件设计方面，系统以STM32微控制器为核心，通过外设接口与各种传感器和执行器相连。
传感器部分包括水温传感器、水质传感器（如pH值、溶解氧含量等）以及水位传感器，用于实时获取鱼缸内的环境参数。
执行器部分则包括水泵、加热棒、过滤器以及灯光等，用于根据环境参数的变化自动调整鱼缸内的环境条件。
系统还设计了人机交互模块，如液晶显示屏和触摸按键，方便用户查看鱼缸状态并进行手动控制。
同时，系统还预留了网络接口，以便将来实现远程监控和控制。
在软件设计方面，系统采用模块化编程思想，将各个功能模块独立出来，提高代码的可读性和可维护性。
主程序负责整个系统的初始化、任务调度以及异常处理等工作。
各个功能模块则根据任务需求进行相应的操作，如传感器数据采集、数据处理与分析、执行器控制等。
为了保证系统的实时性和稳定性，软件设计中还采用了中断服务程序来处理一些紧急任务，如水温过高或过低的报警处理等。
总体而言，基于STM32的智能鱼缸监控系统的设计旨在实现鱼缸环境的智能化监控和自动化管理，提高用户的使用体验并保障鱼类的健康生长。
智能生态水族箱的设计与实现
智能生态水族箱的设计与实现摘要：针对养鱼养花爱好者因对鱼、花不甚了解或因工作繁忙无暇照看而导致鱼或花死亡的问题，本文介绍了一款基于STM32单片机控制的家庭智能生态水族箱。
该系统通过其多种传感器实时获取鱼缸中的水体状态〔温度、ph〕与花盆中土壤〔土壤湿度〕的状态，并利用ESP8266-12E通过无线传输技术传送到用户端APP。
除此之外，端APP还可以提供远程浇花、换水等一系列功能，以实现对水族箱的自动控制;同时还可通过用户输入的鱼的种类、数量、大小以及花的品种等参数，通过数据推算为用户提供最正确设置参数并可一键应用至硬件系统，为用户提供便利。
该系统具有很强的移植性，可广泛应用于家庭水族箱、商业性鱼池等。
[关键词]生态水族箱远程控制智能控制数据分析随着国民经济的开展及人民生活水平的提高，家居环境的个性化与生态化越来越受人们重视，而能给人带来宽松舒适的美感的鱼缸与植物受到人们的广泛喜爱。
但由于多数养殖者对鱼与植物的生活环境不甚了解，或因工作繁忙无暇照顾而时常导致所养鱼、植物死亡。
对于昂贵的欣赏性鱼与植物，其死亡会带来不小的经济损失，而对于商业性养殖池，损失更是不可估量，与之相适应，近几年国内外的“智能鱼缸〞逐渐出现。
目前，国内外的智能鱼缸所能提供功能有：水温恒温控制、充氧控制、过滤控制等，该类智能鱼缸的出现在一定程度上解决了“鱼类寿命过短〞这一问题，但其提供的功能过少、灵活性差，无法根据所养鱼的种类、数量、大小等灵活变换鱼缸中水体参数，更无法为不懂鱼、植物的用户提供合理的养殖建议。
针对上述问题，本文提出一种基于STM32单片机控制、多种传感器协同工作、可远程控制的智能生态养殖系统一智能生态水族箱。
1系统功能设计该系统是一个集养鱼与养花于一体的生态系统，养鱼产生的“废水〞用来浇花，进行废物再利用，突出了节水和环保的特点。
端软件可远程控制鱼缸以实现“一键浇花、一键水循环、一键充氧、一键获取系统状态、设置鱼缸水体ph、设置鱼缸水体温度、设置浇花以及喂鱼周期〞等一系列功能。
基于单片机的智能鱼缸温控系统设计
基于单片机的智能鱼缸温控系统设计智能鱼缸温控系统是一种基于单片机技术的创新设计，旨在为鱼缸提供稳定的温度环境，以促进鱼类的生长和健康。
本文将详细介绍智能鱼缸温控系统的设计原理、硬件组成和软件实现，并对其在实际应用中的效果进行评估和分析。
一、引言随着人们对休闲娱乐生活的需求不断增加，养殖观赏鱼成为了一种越来越流行的养殖方式。
然而，不同种类的观赏鱼对水温要求不同，过高或过低的水温都会对其健康产生负面影响。
因此，设计一个能够自动调节水温的智能鱼缸温控系统势在必行。
二、设计原理智能鱼缸温控系统主要由传感器、单片机、执行器以及人机交互界面组成。
传感器用于实时监测水温，并将监测结果传输给单片机进行处理；单片机根据预设设定值与实际监测值之间的差异来判断是否需要调节水温；执行器负责控制加热器或制冷器的开关状态，以实现水温的调节；人机交互界面则提供了对系统参数进行设置和监测的功能。
三、硬件组成智能鱼缸温控系统的硬件组成主要包括传感器、单片机、执行器和人机交互界面。
传感器：系统采用高精度的水温传感器，能够准确测量鱼缸内水温，并将测量结果以数字信号的形式传输给单片机。
单片机：系统采用高性能的单片机作为控制核心，具有强大的处理能力和丰富的外设接口。
通过与传感器和执行器进行连接，实现对水温进行监测和调节。
执行器：系统根据单片机处理结果控制加热器或制冷器。
加热器通过加热元件将电能转化为热能，提高鱼缸内水温；制冷器则通过压缩循环原理将热量从鱼缸中排出，降低水温。
人机交互界面：为了方便用户对系统参数进行设置和监测，智能鱼缸温控系统还配备了一个直观友好的人机交互界面。
用户可以通过触摸屏或按钮等方式与系统进行交互，实现对温度设定值、工作模式等参数进行调整。
四、软件实现智能鱼缸温控系统的软件实现主要包括传感器数据采集、数据处理与控制策略、执行器控制以及人机交互界面。
传感器数据采集：单片机通过与传感器进行通信，实时获取鱼缸内的水温数据。
基于单片机的智能鱼缸的设计与实现 论文终稿
编
二级学院计算机科学与工程
专 业计算机科学与技术
班 级112030701
Key words:Aquarium, automatic control, single-chip, Bluetooth communication, 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。
The control system STC12C5A60S2 microcontroller bined with sensor technology.Set a variety of control functions.Including temperature detection, automatic oxygenation, automatic water change, transform and lighting automatic feeding. While the design of a Bluetooth communication module in the system can be realized on the tank remote control and management. The whole system is divided into two parts: the first part is STC12C5A60S2 the control part of the core, to achieve a variety of control parameters settings, storage, and processing. The second part is the part of Android phones, the tank can be real-time control, parameter setting via mobile phone terminal APP, human-computer interaction. Between the two parts of the Bluetooth communication technology, information exchange data transmission between the host computer and the next crew.
基于STM32单片机的智能鱼缸设计与研究
• 141•由于工作忙、出差、旅游等原因，家中、办公室等场所喂养的鱼常常无人管理。
为此，本文基于STM32单片机设计了一款智能鱼缸。
该鱼缸可以根据设定的参数自动投食、调节水温和增氧。
鱼缸内装有水循环过滤系统，可以较长时间的不用换水。
通过手机APP 可以设置参数、远程定量投食和监控鱼缸运行状态。
该智能鱼缸可以根据预置的鱼儿生长所需要的条件，投喂食物、调节环境，实现对鱼的无人化管理。
为了缓解学习、生活、工作带来的压力，提升生活品质，许多人喜欢在家中、办公室等场所养鱼。
但是，由于工作忙、出差、旅游等原因，常常没有时间去照顾鱼儿。
目前市场有一些高端鱼缸具有水循环过滤系统，可以较长时间的不用换水；也有一些鱼缸加入了加热和增氧功能；还有一些研究者设计了专用喂鱼器，可以按固定的时间间隔投喂鱼食。
这些设计在一定程度上简化了养鱼过程，但无法实现对鱼的无人化管理。
本文设计的智能鱼缸可以根据预置的鱼儿生长所需要的条件，投喂实物、调节环境，解决鱼儿长时间无人照看的问题。
1 智能鱼缸整体结构设计智能鱼缸主要由STM32单片机主控核心、无线模块、触摸屏、稳压模块、温度传感器、氧溶解度传感器、水循环过滤器、投食机构、加热棒、照明模块、增氧泵等部分组成。
整体结构如图1所示。
温度传感器和氧溶解度传感器与单片机AD 端口连接，用于采集鱼缸中水的温度和含量氧。
水循环过滤器、投食机构、加热棒、照明模块、增氧泵等执行单元与单片机GPIO 连接，用于投喂鱼食、调节鱼缸中水的环境。
触摸屏通过串型总线与单片机USART 接口连接，用于本地显示鱼缸工作状态，设置工作参数。
鱼缸通过无线模块与服务器进行数据交换。
可以通过手机APP 或PC 端获取鱼缸水环境数据、上传喂鱼参数和远程投食。
2 智能鱼缸各功能单元设计2.1 主控核心设计智能鱼缸主控核心采用STM32Rbt6单片机，该单片机具有成本低廉，功耗低，处理速度快，资源丰富等特点。
单片机片内集成128kbytes 的Flash 存储空间，可以将各类鱼生存所需要的水温、氧溶解量、投食量、水循环过滤频率等参数存储在单片机的FLASH 中。
智能鱼缸毕业论文
智能鱼缸毕业论文智能鱼缸是一种利用互联网和物联网技术，智能化管理和监控鱼缸水质、光照、氧气等环境指标，并能实现自动投食、自动换水、自动治疗等功能的设备。
本文将介绍智能鱼缸的发展历程、设计原理、功能特点和未来发展方向。
一、智能鱼缸的发展历程随着人们对生态环境的越来越关注，对宠物饲养方式的改变也越来越多样化。
智能鱼缸是近年来新兴的宠物饲养方式，其发展历程可以追溯到上世纪末。
1990年代初，人们开始使用机械式和电子式自动投食器，在一定程度上解决了投食的问题，但管理和监控水质等指标还需要人工实现。
2005年，第一款远程控制鱼缸管理器问世，它能通过互联网实现远程监控和控制水质，但价格昂贵，难以普及。
2015年，随着物联网技术的发展，智能鱼缸开始逐渐普及，价格也逐渐降低。
二、智能鱼缸的设计原理智能鱼缸通常由鱼缸本体、传感器、单片机、执行器、互联网模块等组成。
1. 传感器智能鱼缸需要使用多个传感器监测环境指标，包括温度、湿度、PH值、氧气、光照等。
传感器将监测到的数据传输给单片机，单片机通过处理数据来控制鱼缸环境。
2. 单片机智能鱼缸需要使用单片机来控制执行器和传感器，对环境参数进行调整。
常用的单片机有STC、Arduino、树莓派等。
3. 执行器智能鱼缸需要使用多个执行器，包括氧气泵、水泵、定量投食器等。
执行器由单片机控制，自动执行相应的任务，如给鱼投食、换水等。
4. 互联网模块智能鱼缸需要使用互联网模块，将鱼缸数据实时传输给云端服务器，以便用户远程监控和控制。
三、智能鱼缸的功能特点智能鱼缸具有以下功能特点：1. 实时监控环境指标。
智能鱼缸可以实时监控鱼缸内的温度、PH值、氧气、光照等环境指标，并通过云端控制平台实现远程监控。
2. 多种自动化控制功能。
智能鱼缸可以实现自动投食、自动换水、自动治疗等多种自动化控制功能，提高饲养效率和安全性。
3. 用户友好设计。
智能鱼缸使用简单，用户可以通过手机APP或云端控制平台实现一键操作。
智能鱼缸设计
摘要随着社会的发展和人们生活质量的提高，越来越多的人喜欢饲养观赏鱼。
但如果由于某些原因忽视了对观赏鱼的照顾，观赏鱼则有可能因饥饿或鱼缸内生态环境变坏而死亡。
因此，设计一款智能鱼缸系统是非常必要的。
本文设计了一款基于单片机的智能鱼缸系统。
本设计选用Arduino UNO单片机作为自动喂养系统的控制核心，用传感器采集鱼缸内的环境参数。
经数据处理后，单片机向各执行机构传送控制信号，实现自动喂食和对鱼缸内温度、水位等环境因素的自动控制，从而为观赏鱼创造一个良好的生存环境。
本设计采用了模块化的设计方法，主要包括主控芯片模块、喂食器模块、温度控制模块、水位控制模块和换水模块。
本设计集众多功能于一身，具有结构小巧，操作简便，成本低廉等优点，可以广泛应用于观赏鱼的饲养。
关键词：自动喂食器结构；单片机；传感器；自动控制；驱动电路；C 语言目录摘要 (I)目录 (II)第一章绪论 (1)1.1研究目的 (1)1.2国内外研究现状 (1)1.3研究的主要内容和目标 (1)第二章模块方案选择与论证 (2)2.1硬件框图 (2)2.2主控芯片模块 (2)2.3温度测量模块 (3)2.4水位检测模块 (3)2.5喂食器模块 (3)2.6换水模块 (4)2.7显示模块 (5)第三章各模块的具体设计 (7)3.1控制模块 (7)3.2温度测量模块 (7)3.3水位检测模块 (8)3.4电机模块 (9)3.5喂食器模块 (12)3.6显示模块 (14)第四章系统原理图 (15)第五章结论 (18)5.1设计总结 (18)5.2创新点 ............................................................................................ 错误!未定义书签。
参考文献 (17)附录18第一章绪论1.1 研究目的随着社会的发展和人们生活质量的提高，越来越多的人喜欢饲养观赏鱼。
基于单片机控制的鱼缸水循环系统设计
基于单片机控制的鱼缸水循环系统设计1.引言1.1 概述概述鱼缸水循环系统是一种可以有效控制鱼缸内水质的系统，通过循环和过滤水体来维持鱼缸内环境的稳定和清洁。
传统的鱼缸水循环系统通常需要人工操作，而基于单片机控制的鱼缸水循环系统则能够实现自动化的控制和管理。
本文章将介绍基于单片机控制的鱼缸水循环系统的设计原理和实现方法。
首先，我们将探讨鱼缸水循环系统的需求，分析传统系统的不足之处，并提出基于单片机控制的解决方案。
接着，我们会详细介绍单片机控制的原理，包括采集传感器数据、进行数据处理和控制执行等过程。
通过本文的阅读，读者将能够了解到基于单片机控制的鱼缸水循环系统的设计思路和实现方法，以及该系统相比传统系统的优势和可行性。
另外，我们也将展望未来鱼缸水循环系统的发展方向，为读者提供了进一步的思考和研究的方向。
1.2 文章结构本文主要介绍了基于单片机控制的鱼缸水循环系统设计。
文章分为引言、正文和结论三个部分。
在引言部分，我们首先对鱼缸水循环系统的概念进行了概述。
鱼缸水循环系统是一种能够保持鱼缸水质稳定的装置，它可以有效地循环水体，保持水中的氧气含量，排除有毒有害的废物和污染物，提供一个健康适宜的生存环境给鱼类。
接着，我们介绍了本文的文章结构。
文章主要包括引言、正文和结论三个部分。
在正文部分，我们将详细介绍鱼缸水循环系统的需求和单片机控制的原理。
首先，我们将分析鱼缸水循环系统所需的功能和性能要求，包括水质监测、水泵控制、温度控制等。
其次，我们将详细介绍单片机控制的原理，包括单片机的选择、连接方式和程序设计等。
最后，在结论部分，我们将总结本文对于鱼缸水循环系统设计的可行性和优势。
我们将分析该系统在提高水质稳定性、节约能源、减少人工操作等方面的优势，并展望其在未来的发展前景。
通过以上的文章结构，我们将全面介绍基于单片机控制的鱼缸水循环系统设计的相关内容，希望能够为读者提供有关该系统的全面了解和参考。
1.3 目的本文旨在设计一个基于单片机控制的鱼缸水循环系统，以解决传统鱼缸中存在的一些问题。
基于单片机的智能鱼缸的设计与实现文献综述
基于单片机的智能鱼缸的设计与实现文献综述单片机技术、传感器信息采集技术与Android技术简介李洋（一）智能鱼缸概述随着人们生活水平的不断提高，家居环境或是休闲娱乐场所都安装各种各样的观赏型鱼缸，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：换水器、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，并且不便于管理控制，该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，形成了一套集自动充氧、自动水位控制进排水、灯光照明和自动喂食等功能为一体的控制系统。
系统以STC12C5A60S2单片机为核心，实现对鱼缸的集中控制和管理，并通过手机端APP 与人进行信息交互。
（二）嵌入式技术1.嵌入式技术简介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.嵌入式技术发展环境美国著名未来学家尼葛洛庞帝1999年1月访华时预言，4～5年后嵌入式智能(电脑)工具将是PC和因特网之后最伟大的发明。
嵌入式技术已进阶成智能核心的关键性技术，随着云端运算的技术与环境逐渐成熟，各国政府均倾全力推动物联网、泛在网甚至未来网络的发展，牵动信息科技产业的技术发展走向。
基于C51的智能鱼缸系统设计
基于C51的智能鱼缸系统设计李湘李东来张大伟#(营口理工学院电气工程学院，辽宁营口115014)摘要:基于STC51单片机技术，设计一个集定时投喂、自动清洁和恒温控制为一体的智能鱼缸系统,通过无线传输进行远程操作，达到智能控制的目的。
关键词：51单片机；鱼缸；智能控制随着智能时代的来临，智能家居已逐渐深入人心，人们希望通工智能一大自然。
因此，众多智能化设备层穷，生态鱼中之一。
保证中的观赏鱼和水草植物的生能尽可能地简单实用，需要对智能化管理。
目前市的众多产品在水温检测、自动净化以及工作工操作，自动化程高，无形中更多的事理工作，为生活带诸多不便。
介绍了一种以STC51单片机核心的智能设计，对的水温控、及自功能结合在一起，通过无线技术，来实现远程，达到智能化管理的目的。
设STC51单片机核心，实现:的和水循环、自及水温自和功能。
本系要包括、水循环控制、和水温检测等模块，各子系据设定值自工作，在模式下可以实现人工，在WIFI模式下可以实现远程及数据功能,实时对有，项目系统框图如图1所不。
基金项目：营口理工学院2020大创项目S202014435008。
作者简介：李湘(1999-),女，四川遂宁人，在读学生。
李东来(1999-),男，辽宁大连人，在读学生。
张大伟(1983-)，男，辽 宁营口人，教师&1硬件设计1.1投系统部分运用MG996R舵机控制饲料箱的开合实现。
运用设定的时间用传对槽中采集，通过数据分析后结合喂养模式计算出准确的输出量，通过控制舵机开合来进行智能程%12系系统清洁模块以舵机为基础，通过执行单片机的控制命令在固间开滤循环系统，通舵机应角度，使对应缺口，提供放水功能。
同时在进水口设置一根联动杆装置打开进水管实现水操作，在这一过程一间之后模块自到状态，以此达到过滤鱼的和残余的鱼食，实现自动清洁的目的。
13系对鱼缸水温的测量，采用了DS18B20温度模块。
该传与单片机连接只需要一根数据线，只要完成单线通信协议的必要步骤，就能对温化，对DS18B20进行初始化，先拉低总线480us-960us,然后释放总线高电平，在接下来的480us内对总线进有低电平出现，则机应答，若一直为高电平，则机器未应答;再完成DS18B20的作，发送0XCC.0X44.0XBE，分别完成跳过ROM、温度变换和读暂存器的功能。
基于单片机的鱼缸控制器设计
基于单片机的鱼缸控制器设计一、需求分析首先，我们需要明确鱼缸控制器需要实现的功能。
一般来说，以下几个方面是比较关键的：1、水温控制：不同种类的鱼对水温有不同的要求，因此需要能够精确地控制鱼缸内的水温在一定范围内。
2、水质监测：包括酸碱度（pH 值）、溶解氧含量等参数的监测，以确保水质适合鱼儿生存。
3、照明控制：模拟自然光照周期，为鱼儿提供合适的光照环境，同时也能起到美观的作用。
4、过滤系统控制：保证鱼缸内的水得到有效的过滤和循环，保持水质清洁。
二、硬件设计1、单片机选择选择一款适合的单片机是整个设计的核心。
常见的如STM32 系列、Arduino 等都具有良好的性能和丰富的资源，可以满足鱼缸控制器的需求。
2、温度传感器用于测量鱼缸内的水温。
可以选择数字式温度传感器，如DS18B20，其具有高精度、易于接口等优点。
3、水质传感器pH 值传感器可以选择 E-201-C 型复合电极，溶解氧传感器可以选用荧光法溶解氧传感器。
4、照明模块采用LED 灯带作为照明光源，通过单片机控制其开关和亮度调节。
5、过滤系统控制通过继电器控制过滤泵的工作状态，实现定时开启和关闭。
6、显示模块选用液晶显示屏（LCD）或者电子纸显示屏（ePaper），用于显示当前的水温、水质参数、照明状态等信息。
7、按键模块设置几个按键，用于用户手动设置温度范围、照明时间等参数。
三、软件设计1、编程语言可以选择 C 或者 C+＋等编程语言进行单片机的软件开发。
2、主程序流程系统初始化后，不断读取温度、水质等传感器的数据，并与设定值进行比较。
根据比较结果，控制加热或制冷设备、照明模块、过滤系统等的工作状态。
同时，实时更新显示模块上的信息。
3、温度控制算法采用 PID 控制算法，能够实现对水温的精确控制。
通过不断调整加热或制冷设备的工作时间，使水温稳定在设定范围内。
4、水质监测算法根据传感器返回的数据，进行相应的计算和判断。
当水质参数超出设定范围时，发出报警提示。
论文_智能水族箱控制系统_鱼缸
哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文）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。
该控制系统基于89系列单片机的家庭水族箱控制系统。
整套系统以STC89C51单片机为核心芯片，结合传感器技术、继电器原理、C语言编程等技术，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。
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。
关键词自动控制；单片机；水族箱；传感器技术I哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文）AbstractWith the improvement of people's material life and appreciating ability,such crafts as aquarium gradually enter houses and public places like hotels and department stores.But as for the aquariums found in the present markets,water temperature testing,water level control,water recycling and food feeding are all manually performed,bringing about a lot of troubles and inconveniences.This dissertation analyzes and studies the current applications of most aquariums' control devices and makes out a design of multi-functional intelligent control system in aquarium.The control system based on the 89 Series MCU family aquarium control system.The entire system to the STC89C51 MCU as the core chip,combined with the sensor technology, the relay, C language programming technology, set a variety of control functions, including temperature, automatic lighting, automatic water changing, automatic feeding, automatic water circulation and so on, and may need to increase the control parameters, through the selection of different components of cost control. This article from the function design, components selection, hardware circuit design and software design aspects of the control system are described.Through long time operation test, indicates that the control system is stable and reliable,the operation is simple and convenient, has a variety of energy-saving operation mode. At the same time, the system of flexible design, simple structure, low cost, easy to scale production, can be widely used in families and hotels and other places of installation of ornamental fish.Keywords automatic control Series MCU aquarium sensor technologyII哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文）目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1 选题背景 (1)1.2 国内外研究现状及发展趋势 (2)1.3 主要研究内容 (3)1.4 课题研究的步骤 (4)第2章鱼缸智能控制系统的总体设计 (5)2.1 概述 (5)2.2 系统的设计要求 (5)2.3 系统总体方案与功能 (6)2.3.1 鱼缸智能控制系统的功能组成与控制参数 (6)2.3.2 系统的硬件结构框图 (7)2.4 主要元器件的选取 (8)2.4.1 单片机的选取 (8)2.4.2 键盘控制和LCD数码显示驱动芯片的选取 (10)2.5 语言工具的选取 (11)2.6 本章小结 (12)第3章系统的硬件设计 (13)3.1 硬件总体结构 (13)3.2 各模块硬件设计 (14)3.2.1 时钟电路设计 (14)3.2.2 键盘控制与显示模块设计 (15)3.2.3 温度控制模块 (16)3.2.4 其他模块设计 (17)3.3 继电器控制模块 (18)3.3.1 继电器的原理 (18)3.3.2 继电器的选用 (19)3.4 电路原理图及电路板设计 (19)3.5 本章小结 (20)第4章系统的软件设计 (21)III哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文）4.1 软件设计方法 (21)4.2 主程序工作流程 (22)4.2.1 主程序工作流程图 (22)4.2.2 主程序流程详解 (22)4.2.3 DS18B20工作流程图 (24)4.3 时间和温度读取模块 (24)4.3.1 读取DS1302的时钟 (24)4.3.2 读取DS18B20的温度 (24)4.4 键盘控制与显示处理模块 (26)4.5 E2PROM模块 (28)4.6 本章小结 (28)第5章总体设计的调试与展望 (29)5.1 系统的调试 (29)5.1.1 系统硬件调试 (29)5.1.2 系统软件调试 (30)5.2 创新点与应用范围 (30)5.2.1 设计总结 (30)5.2.2 创新点 (31)5.2.3 应用范围和实施效果 (31)5.3 展望 (32)5.4 本章小结 (32)结论 (33)致谢 (34)参考文献 (35)附录1 (36)附录2 (40)附录3 (44)附录4 (45)附录5 (46)附录6 (47)IV哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文）第1章绪论1.1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，人们的生活品味越来越高，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的日显蓬勃发展趋势。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
目录摘要 (I)Abstract (II)1 绪论 (1)1.1课题背景 (1)1.2国内外研究现状 (1)1.3研究目的 (2)2 开发技术与原理简介 (4)2.1嵌入式技术 (4)2.2传感器技术 (4)2.3 Android技术 (4)2.3.1 Android智能手机平台概述 (4)2.3.2 Android手机平台的特点 (5)2.3.3 Android系统软件架构 (5)3 需求分析 (6)3.1功能需求 (6)3.1.1系统的特点及功能描述 (6)3.1.2系统流程分析 (6)3.2用例分析 (7)3.3 开发工具 (11)3.3.1 底层硬件电路开发工具 (11)3.3.2底层系统开发工具 (12)3.3.3 Android客户端开发工具 (12)4 概要设计 (13)4.1系统总体方案与功能 (13)4.1.1系统功能组成 (13)4.1.2系统控制参数 (14)4.2系统的硬件结构 (14)4.3系统的软件设计 (15)5 详细设计 (17)5.1单片机系统设计 (17)5.1.1单片机选型 (17)5.1.2单片机最小系统设计 (18)5.1.3详细说明 (21)5.2温度传感器模块设计 (22)5.2.1温度传感器选型 (22)5.2.2温度传感器电路设计 (23)5.3蓝牙串口模块设计 (23)5.3.1串口技术 (23)5.3.2蓝牙串口电路设计 (25)5.3.3系统通讯协议设计 (25)5.3.4系统通讯详细说明 (26)5.4时钟模块设计 (27)5.4.1时钟芯片选型 (27)5.4.2时钟模块电路设计 (27)5.5 Android客户端设计 (28)5.5.1 Android蓝牙通信设计 (28)5.5.2 Android界面设计 (29)6 系统实现 (31)6.1 底层设备软件实现 (31)6.1.1系统软件流程图 (31)6.1.2底层系统算法设计 (32)6.2手机端软件实现 (35)6.2.1手机端软件流程图 (35)6.2.2底手机端软件算法设计 (36)6.3软硬件设备实物图 (38)6.3.1硬件设备实物图 (38)6.3.2手机端软件截图 (40)7 系统测试 (41)7.1LED灯光变换测试 (41)7.2检测温度测试 (42)7.3水循环控制系统测试 (42)7.4充氧模块测试 (43)结束语 (44)致谢 (45)参考文献 (46)摘要近年来嵌入式发展迅速，智能家居也进入了人们的生活。
智能鱼缸却没有快速发展。
我根据市场上相关设备现状的分析和研究，从系统集成角度进行设计和开发，提出了一套多功能的智能观赏鱼缸控制系统的设计方案。
该控制系统以STC12C5A60S2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，包括检测温度、自动充氧、自动换水、灯光变换和自动喂食等，同时在系统中设计一个蓝牙通信模块，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，APPAbstractIn recent years, with the development of embedded, intelligent household also entered people's lives. The intelligent aquarium is not development. I according to the current market analysis and research status quo of related equipment, system integration from the perspective of design and development, a set of multi-functional intelligent fish tank control system design.The control system STC12C5A60S2 microcontroller core. Combined with sensor technology. Set a variety of control functions. Including temperature detection, automatic oxygenation, automatic water change, transform and lighting automatic feeding. While the design of a Bluetooth communication module in the system can be realized on the tank remote control and management. The whole system is divided into two parts: the first part is STC12C5A60S2 the control part of the core, to achieve a variety of control parameters settings, storage, and processing. The second part is the part of Android phones, the tank can be real-time control, parameter setting via mobile phone terminal APP, human-computer interaction. Between the two parts of the Bluetooth communication technology, information exchange data transmission between the host computer and the next crew.The system is designed and developed according to the needs of the current market. The formation of an automatic oxygenation, automatic water change, transform and lighting automatic feeding and other functions into one integrated control system. Meanwhile, the system is designed to be flexible, low cost, ease of mass production, it can be widely used in homes and hotels and other places to install aquarium.Key words: Aquarium, automatic control, single-chip, Bluetooth communication, APP1 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。