新型智能养鱼装置设计说明书

新型实用养鱼装置设计说明书

设计者：曹运，万宏，林海奕，王恩杰

指导教师：孙方红

（辽宁工程技术大学创新实践学院，阜新123000）

作品内容简介

摘要市面上现有的类似装置大多价格昂贵，且与鱼缸合为一体，程序操作复杂，而本作品价格远远低于市面上的价格，并且是一个鱼缸的外部附属设备，易安装，且不用改动原有的设施，简单易操作，可推广性强，外观新颖。

本作品可以智能调温，每天分时段自动喂食，过滤，完全可以解决鱼缸的看护问题，养鱼爱好者即便经常出门也可以不用担心养鱼的问题，尤其是一些养鱼场，该装置可以大大减轻员工劳动强度，节约企业成本，提高企业经济效益。另外，该装置附有照明系统，可以使鱼缸的观赏价值大大提高，同时也给鱼缸中的鱼更舒适的生活。

关键词：智能养鱼附属设备单片机

1 研制背景及意义

中国人自古以来喜爱养鱼，喜欢在家中养各式各样的观赏鱼,在家里养上一缸赏心悦目的观赏鱼以消除身心疲惫，提高生活品味，增添生活情趣。养鱼不仅是一件观赏价值高的事，还可以陶冶情操，各种观赏鱼也成为了备受喜爱的宠物，而且现在许许多多酒店，宾馆等公共场所也都会在大厅里摆上观赏鱼缸，来提高市内的观赏价值，吸引顾客。这也进一步促进了观赏鱼繁殖业的发展。

但是养鱼也给人们带来很多困扰，观赏鱼的养护过程中，鱼需要定时喂食，补充氧气，一个适宜的恒定的水温环境，光线照明等一系列每天必做的繁琐的又需要养鱼专业技术的工作，让繁忙的人们无暇顾及。对于家庭养鱼来说，若家中成员外出，鱼儿就无人照顾，很容易因为饥饿和生活环境的不适宜而生病甚至死亡等意外；对于酒店，宾馆等公共场所来说，如果有一套智能养鱼设备，就可以减少甚至不用照顾鱼缸的人员，并且鱼缸的观赏价值丝毫不减；对于观赏鱼的繁殖场来说，有一套科学合理的智能养鱼装置，可以大大减轻员工劳动强度，节约企业成本，提高企业经济效益。有了一套智能的养护装置，使鱼儿的生活环境最佳化，自动完成养鱼的大部分过程，免去养护的繁琐。

而现今市面上销售的智能养鱼设备大多与鱼缸合为一体，对鱼缸的尺寸是有一定要求的，而且价格十分昂贵，一般家庭和企业负担不起，使用效果一般，大多需要定时进行大清洗，仍然需要花费不少的人力物力。

该作品主要对以上问题进行了优化和创新，设计出一套采用单片机控制，且与鱼缸缸体分离，适合任何尺寸鱼缸，结构简单，成本十分低廉，可以定时喂食，定时过滤，保持缸内温度恒定，不需要大清洗的装置，大大减轻了养鱼所耗费的人力物力，而且使用方便。

2 设计方案

图1 新型养鱼装置的效果图

2.1 结构设计

制作前期，全组成员进行讨论，通过手工绘图对作品结构进行了初步设计，由于手工绘制的图纸表达效果差，我们选择通过三维绘图软件UG绘画出三维立体图。（如图1）

2.2 结构制作

在结构制作方面，我们通过讨论选择用有机玻璃板制作，一开始我们通过手工裁剪板材，但裁剪效果较差，影响整体的美观性。于是我们决定先由组员利用CAXA（电子图版）软件，进行各部分结构的二维图绘制，然后通过学校的就激光切割车床进行板材的裁剪，剪裁达到了预期效果，通过有机玻璃胶水的粘制，制作出的外部结构，外部结构小巧美观。

2.3电气控制

为了实现作品的智能控制，确保其稳定运行，我们决定采用STC89C51单片机，令各部分结构达到可编程控制。

2.3.1

通过单片机编程控制，通过继电器实现定时开关增氧泵，通过合理的计算使鱼缸增氧量既达到每天所需的氧气量，又实现节能的目的。

我们考虑到用户因为养鱼的多少和鱼缸的大小差异，需求不同。为了保证方案的可行性，和数据的真实性，我们组员进行了多方考证，首先我们在网上查找了大量数据来提供理论支撑，然后我们通过实验对数据进行验证，以保证数据的真实性。然后通过真实数据，对控制时间进行调整。为了保证用户需求，我们提供数据支持。

2.3.2

通过单片机编程控制，通过控制步进电机实现定时定量喂食，根据实际情况，通过按键可调节喂食量，达到喂养需求。

我们选用了减速步进电机为直径：28mm，电压：5V，步进角度：5.625 x 1/64，减速比：1/64的

5线4相电机。可以用普通uln2003芯片驱动，也可以接成2相使用可以配套开发板使用，直接插接，方便使用考虑到用户因为养鱼的多少，需求要的喂食量不同。为了保证方案的可行性，和数据的真实性，我们组员进行了多方考证，首先我们在网上查找了大量数据来提供理论支撑，然后我们通过实验对数据进行验证，以保证数据的真实性。然后通过真实数据，对控制时间进行调整。

2.3.3

通过单片机编程控制电机转动，实现虑盒中的滤棉的自动更换。为了实现精确控制，采用了码盘计数

原理。

由于每张滤棉有一定的使用寿命，一段时间后必须更换。为了保障水质良好，和实现滤棉的最大使用寿命，我们进行了实验调查，同时为了保证方案的可行性，和数据的真实性，我们组员进行了多方考证，首先我们在网上查找了大量数据来提供理论支撑，然后我们通过实验对数据进行验证，以保证数据的真实性。然后通过真实数据，对控制时间进行调整。达到产品的最优化。

2.3.4

通过温度传感器实时监测水温变化，及时返回的数据由单片机对数据进行处理，当温度低于最适温度时，单片机通过对加热棒进行控制，将水温升至最适温度。

我们选用DS18B20温度传感器，和松乐SRSE继电器控制，为了保障最适温度，我们进行了实验调查，同时为了保证方案的可行性，和数据的真实性，我们组员进行了多方考证，首先我们在网上查找了大量数据来提供理论支撑，然后我们通过实验对数据进行验证，以保证数据的真实性。然后通过真实数据，对控制时间进行调整。达到产品的最优化。

2.3.5

通过DS12C887时钟芯片和1602液晶显示，实现定时控制，由于DS12C887能够自动产生世纪、年、月、日、时、分、秒等时间信息，其内部又增加了世纪寄存器，从而利用硬件电路解决子“千年”问题；DS12C887 中自带有锂电池，外部掉电时，其内部时间信息还能够保持10 年之久。

2.4仿真运行

为了实现单片机编程控制和电路的结合，我们自主编程和电路设计，为了保证程序和电路结合的可行性，我们通过PROTUSE软件进行模拟仿真运行，证实了其可行性。

图2PROTUSE仿真图