水族箱智能控制及監控系統研究計

李娜

【摘要】以STC89C52單片機為主控制器件，針對現階段常見的水族箱的各種常見缸體進行控制分析設計，并進行了簡單的監控。

【關鍵詞】單片機；智能控制；水族箱；監控

隨著人們生活水平的不斷提高，水族箱已經開始進入不少家庭，美輪美奐的觀賞魚讓人醉心不已，在工作之余給人帶來無比寬松舒適的美感。但人們不可以時刻地調控著水族箱，這也就蘊育而生了水族箱控制系統，市場上常見的水族箱，大多都是不同廠家的產品作合在一起，開關容易失效，壽命短，這些設備又是獨立工作的，缺乏統一的布線和集中控制，對魚類水草的生長，養殖極為不利，加上由于工作原因外出或者對所養魚種的相關專業知識的欠缺而造成的水質變化甚至所養寵物的死亡屢見不鮮。因而一種較全面的具有提醒指導意義的生態監控系統是非常有必要的，它可以將養魚的種種比較瑣碎的控制在上位簡單的實施，并且可以對觀賞魚養殖過程中常見的問題進行簡單的技術指導。本控制器針對以上弊端，采用盛群HT46R46為核心，利用溫度傳感器，液位器以及各種燈制作了一款智能控制器，并針對不同的缸體進行了簡單的監控設計。

一、水族箱智能控制

水族箱的智能控制系統采用小型單片機控制，主體采用STC89C52單片機為控制中心，連接各種傳感器（主要包括溫度傳感器，液位控制器、造流控制器，pH計、ORP電極探頭、硬度傳感器等）以及各種執行器件（主要包括電加熱棒、增氧器、水泵、加藥器、滴定泵、燈光、蛋白質分離器、投餌器、造流機、二氧化碳增加器、過濾泵等）。控制部分主要包括控制3個單元，這3個單元跟上位機的監控系統是一一對應的：1溫度控制單元，連接的傳感器為溫度傳感器，執行器件為電加熱棒等，根據所養魚種的不同選擇不同的溫度控制，在單片機的控制系統中將控制程序預先設定好；2光照控制單元，連接的執行器件為燈光，該單元主要針對對光照條件要求較高的水族箱，可以根據不用的情況預設不同的光照條件；3水質控制單元，連接的傳感器主要有造流控制器，pH計、ORP電極探頭、硬度傳感器等，執行器件主要有增氧器、水泵、加藥器、滴定泵、燈光、蛋白質分離器、投餌器、造流機、二氧化碳增加器、過濾泵等，實時根據水質的變化及時調整各種執行器件的運行情況，尤其是加藥器內的藥物根據水質的變化以及飼養魚種的情況及時的進行調整。

接通電源開機運行后，如果水族箱內有水草，光照控制單元按照圖1-1所示的時序圖開始工作。溫度測量和控制模塊，主要用于各種養殖種類的溫度控制，溫度傳感器采用NTC溫度探頭，具體技術參數：標稱阻值：R25（25cC）：（常用）1.5K，2K，5K，10K，20K，30K，47K，50K，100K，200K，500K等，阻值精度：+/-1%，+/-2%，+/-3%，B值R25/50：（常用）3435K，3600K，3950K，3990K，4100K，4200K等，B值精度：+/-1%，使用溫度范圍：-40℃～+150℃，耗散功率系數：>=5 mW/℃（靜態空氣中），最大額定功率：45row，電阻溫度系數：-2～5%/℃。具體控制要求為：

單混水草淡水混養缸：溫度控制25℃，全天喂食一次，加肥1次，過濾常開，燈光：嚴格按照圖一時序控制；

普通魚缸（淡水）：溫度控制26℃，全天喂食2～3次，過濾：喂食時間斷，燈光：普通照明即可；

熱帶魚：溫度控制28～30℃，全天喂食2～3次，過濾：喂食時間斷，燈光：普通照明即可。

二、水族箱監控系統研究

與單片機控制系統相連接的電腦終端上的監控系統主界面包含9個控制單元：淡水水草系統、淡水小型魚系統、淡水大型魚系統、淡水混養系統、海水礁巖系統、海水純魚系統、海水軟體珊瑚系統、海水硬骨珊瑚系統、海水混養系統，每個系統都含溫度控制單元、光照控制單元和水質控制單元。每個控制單元都包含淡水水草子系統、淡水小型魚子系統、淡水大型魚子系統、淡水混養子系統、海水礁巖子系統、海水純魚子系統、海水軟體珊瑚子系統、海水硬骨珊瑚子系統、海水混養子系統等9個（如圖3所示）。每個子系統的界面都有本控制單元所有的連接的傳感器和執行器件，可以在監控界面上對所有的執行器件進行控制，這樣可以有效的實現下位較瑣碎的操作。針對不同的子系統其具體控制要求不同，監控系統還為每個子系統提供了專業的提醒：喂食提醒、光照提醒、水質控制提醒，系統使用者如果需要長時間外出，可以設置自動控制或者遠程控制，這樣可以有效的避免長期無人管理造成的水質變化。

三、總結

現階段盡管有很多已經較為成熟的水族箱控制器，但是這種帶有專業技術指導以及監控的綜合水族箱控制系統較少見，經過筆者自己的實踐運行，效果較好，相信會引起相關觀賞魚愛好者的興趣。