智能鱼缸-设计说明书

设计摘要：

本论文以STC89C52单片机为核心控制器，构建了一套智能鱼缸系统。该系统由中控部分、输入部分和输出部分组成。中控部分采用STC89C52单片机，负责获取输入部分数据并进行处理，控制输出部分。输入部分包括TDS水质水温检测模块、HC-SR04超声波测距模块、独立按键和供电电路。输出部分包括LCD1602显示模块、打氧继电器、加热继电器、制冷继电器、注水排水继电器和LED。系统通过显示模块实时显示温度、水质、距离等信息，通过按键手动控制打氧、照明和LED模块。加热继电器和制冷继电器实现温度控制，注水排水继电器实现水质控制。实验结果表明，该智能鱼缸系统能够有效监测和控制鱼缸环境，提供了一种智能化的养鱼方案。

关键词：单片机；水质水温检测模块；超声波模块；继电器

内容预览：

摘　要

ABSTRACT

1　引言

1.1 选题背景及实际意义

1.2 国内外研究现状

1.3 课题主要内容

2　系统设计方案

2.1 系统整体方案

2.2 单片机的选择

2.3 电源方案的选择

2.4 显示方案的选择

3系统设计与分析

3.1 整体系统设计分析

3.2 主控电路设计

3.2.1 STC89C52单片机

3.2.2 晶振电路和复位电路

3.3 液晶屏显示模块

3.4 超声波测距模块

4 系统程序设计

4.1 编程软件介绍

4.2 主程序流程设计

4.3 按键函数流程设计

4.4 显示函数流程设计

4.5 处理函数流程设计

5 实物调试

5.1 电路焊接总图

5.2 设置阈值实物测试

5.3 鱼缸水位高度检测实物测试

5.4 继电器自动工作实物测试

结论

参考文献

致谢

1　引言

1.1 选题背景及实际意义

近年以来，随着我国综合实力飞速飙升，人们对物质和精神生活质量的要求也不断提升，就现阶段社会现状来看,鱼缸作为家居和装饰品不仪受到老年人的喜爱，同时得到越水越多年轻人的青睐。

鱼缸不仅可以做装饰品，给人们带来视觉一种的亨受，减轻压力，缓解心情，各式各样的智能家居不断问世并得到消费者的喜爱因而各样的智能鱼缸作为装饰品和智能家居的合体应景入驻家庭、办公室、商场等场所，它不仅可以作为装饰品给我们带来视觉享受，缓解精神疲劳，但现阶段市场上传统鱼缸居多，需要使用者自行配备加热器，水泵，氧气泵等，这些设备需要手动操作，浪费使用者的时间精力，因为无法显示具体参数，所以使用者无法对含氧品、水温等进行精准的控制，长时间的输氧或者加热不仅会浪费能源，而且会威胁到鱼缸内生物的生命，且自行组装严重影响了鱼缸的美观性。利用科技改善传统生活方式称为了一种趋势。消费者对智能鱼缸需求不断增加，这引起了较多厂商的重视，但目前市面上智能鱼缸尚处于不完善的状态，存在功能不齐全，操作复杂，成本过高等问题.因此，我们研究智能鱼缸具有很大的意义。

1.2 国内外研究现状

随着人们物质生活水平的日益提高,精神生活也有了一定的需求,观赏养鱼也成了人们丰富生活的方法之一.2020年邱义基于STM32单片机为核心设计了一款智能鱼缸投食的控制系统,针对鱼缸的水温,光照,水质等环境数据参数进行检测和控制,并且实现了定时定点定量的投食功能.该系统实现了远程服务器与STM32的通信,用户可以通过手机远程观测鱼缸内数据,控制投食时间以及投食量[1] ,为观赏养鱼人们提供了极大便利。

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,2020年彭炫基于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[2] .

2018年F 闫，王峰介绍了以STC89C52为控制核心的智能鱼缸嵌入式HC-SR04超声波测距模块和DS18B20温度传感器。该系统可通过WiFi模块（ESP8266-01）远程控制和采集鱼缸内水位的温度和水位数据。当水位小于默认值时，将通过向水箱中加水来调整系统。同时，人们还可以随时获取数据并控制坦克。微控制器通过WiFi模块连接到互联网。借助MicroPython固件，在此WiFi模块中编译Python程序，以便连接到家中的WiFi，提供数据传输功能。Android智能手机可以通过WiFi连接到该系统并发送命令[3] 。通过这种方式，可以远程控制鱼缸，以确保水箱中水温和水位的稳定性。

随着社会经济和科技的发展，观赏鱼缸工艺品已逐步进入家居环境、办公环境、购物环境等场所。但是，水族箱水温的检测，换水，诱饵投放等操作需要手动操作，并花费大量的时间和精力。2017年杨德设计以STC89 C52单片机为控制核心，采用C语言编程，结合直流电机、温度传感器等硬件，实现自动送料、自动充氧、水箱自动更换、自动照明关闭、温度自动调节等智能控制[4]。设计的实现给人们的生活带来了极大的便利。

与上述几种设计方案相比，该设计方案更加方便易懂，便于实际操作，价格低廉，在集成电路的选择上更易于使用和精巧。

1.3 课题主要内容

本设计是一套智能鱼缸系统，通过STC89C52单片机作为核心控制器，实现了对鱼缸环境的智能监测和控制。系统包括中控部分、输入部分和输出部分。中控部分负责获取输入部分的数据并进行处理，控制输出部分的各个模块。输入部分包括水质水温检测模块、超声波测距模块、独立按键和供电电路，用于实时监测鱼缸的水质、水温和距离。输出部分包括显示模块、打氧继电器、加热继电器、制冷继电器、注水排水继电器和LED，用于显示环境信息，并通过手动或自动控制实现打氧、加热、制冷、注水和排水等功能。该智能鱼缸系统为鱼缸爱好者提供了便捷、智能的养鱼方案，提升了养鱼体验。