基于51單片機(jī)的智能暗箱魚缸

王銀海 孫燕斌 余方能 周宏亮 張洪

摘? 要：隨著我國(guó)生活水平的提升，人們?cè)诩依镳B(yǎng)寵物的也越來越多，但是由于平時(shí)工作繁忙，沒有時(shí)間照顧寵物，養(yǎng)魚就成了他們最好的選擇。本項(xiàng)目提出了一種基于AT89C51的家庭智能暗箱魚缸生態(tài)系統(tǒng)。該系統(tǒng)溫控系統(tǒng)、換水系統(tǒng)、供氧系統(tǒng)、喂食系統(tǒng)、顯示系統(tǒng)、暗箱和切換系統(tǒng)控制系統(tǒng)共六個(gè)系統(tǒng)。在自動(dòng)控制下，魚缸按照設(shè)定好的程序工作，也可以關(guān)閉自動(dòng)控制，同時(shí)有一個(gè)隱蔽的暗箱功能，長(zhǎng)按切換鍵切換。

引言：新時(shí)代智能進(jìn)化，智能智造，智能智付，智能平臺(tái)將會(huì)成為智能時(shí)代的四架馬車，全面拉動(dòng)中國(guó)產(chǎn)業(yè)化和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新動(dòng)能。隨著智能時(shí)代的來臨，人們的生活質(zhì)量得到了不可估量的提高。就智能手機(jī)、智能家居、共享單車等新時(shí)代產(chǎn)品給人們的工作聯(lián)系，居家生活以及日常出行都帶來了極大的便捷。隨著人們生活質(zhì)量的日漸提高，很多的人都會(huì)在家養(yǎng)一些魚來給自己的工作之余帶來一定的觀賞價(jià)值。

但是我們隨著對(duì)市場(chǎng)的不斷了解，現(xiàn)在人們所購(gòu)買的普通魚缸都差不多只是一個(gè)玻璃鋼帶有氧氣泵和燈等器件，不具備智能性。這樣的魚缸會(huì)給人們?cè)谶M(jìn)行日常換取水以及投喂食物等方面帶來很大的麻煩，尤其是那種規(guī)格稍微大一點(diǎn)的魚缸。再一個(gè)就是人們?cè)谄诘墓ぷ髦蠖紩?huì)相對(duì)比較勞累，可能會(huì)有很多養(yǎng)戶選擇了偷懶，從而導(dǎo)致魚兒的生存環(huán)境得不到相應(yīng)的保障。所以我們經(jīng)市場(chǎng)調(diào)研與大規(guī)模的問卷調(diào)查，根據(jù)需求進(jìn)行設(shè)計(jì)和開發(fā)，形成了一套基于51單片機(jī)的智能魚缸。它的亮點(diǎn)主力于智能溫控系統(tǒng)、水位檢測(cè)設(shè)計(jì)系統(tǒng)、智能換水系統(tǒng)、智能供氧系統(tǒng)、智能喂食系統(tǒng)、顯示系統(tǒng)以及暗箱系統(tǒng)。這一套綜合性的系統(tǒng)完全可以在解決的人力操作之于給魚兒提供更加適合生長(zhǎng)的優(yōu)質(zhì)環(huán)境。在基于普通魚缸的基礎(chǔ)同時(shí)又跟上了智能時(shí)代的發(fā)展。

一、系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)：

本設(shè)計(jì)采用AT89C51單片機(jī)最小系統(tǒng)，連接到設(shè)置初始系統(tǒng)、溫控系統(tǒng)、水位檢量系統(tǒng)、供氧系統(tǒng)、喂食系統(tǒng)、顯示系統(tǒng)、暗箱和切換系統(tǒng)控制系統(tǒng)。使用的主控芯片為HT66F70A，溫度傳感器為DS18B20，水位傳感器為L(zhǎng)C-SW1型，顯示系統(tǒng)采用的是LCD1602液晶顯示，壓力傳感器為SYP系列，WIFI模塊。

設(shè)置初始系統(tǒng)：通過我們自己給魚缸設(shè)定喂食間隔時(shí)間、換水間隔時(shí)間、增氧間隔時(shí)間和溫度的設(shè)置，根據(jù)設(shè)置的數(shù)據(jù)來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)喂食、自動(dòng)換水、自動(dòng)供氧以及自動(dòng)調(diào)控溫度。

溫控系統(tǒng)：通過DS18B20溫度傳感器對(duì)魚缸水溫進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè);根據(jù)檢測(cè)的數(shù)據(jù)與設(shè)置的溫度值相比較，當(dāng)溫度低于設(shè)置溫度值時(shí)，單片機(jī)對(duì)魚缸進(jìn)行緩慢加熱達(dá)到指定溫度值。當(dāng)溫度高于設(shè)置溫度值5度時(shí)，啟動(dòng)自動(dòng)換水程序，給魚缸換水，以達(dá)到降溫目的。

水位檢量系統(tǒng)：使用LC-SW1型水位傳感器，對(duì)魚缸水位高度進(jìn)行測(cè)量;低于設(shè)定水位進(jìn)水，高于設(shè)定

值放水。通過液位開關(guān)控制水進(jìn)出，安裝在魚缸的高水位檢測(cè)點(diǎn)和低水位檢測(cè)點(diǎn)。在魚缸內(nèi)水位沒有達(dá)到下限時(shí)，低水位點(diǎn)傳感器輸出高電平信號(hào)，水位達(dá)到下限時(shí)輸出低電平，高水位檢測(cè)原理相同。通過LC-SW1型水位傳感器可以控制換水系統(tǒng)，當(dāng)達(dá)到設(shè)定的換水時(shí)間時(shí)或者要換水時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)換水程序啟動(dòng)，打開放水閥門A。當(dāng)檢測(cè)到達(dá)指定下限水位時(shí)，水閥門A關(guān)閉，打開進(jìn)水閥門B當(dāng)檢測(cè)到水位到達(dá)設(shè)置值時(shí)，水閥門B關(guān)閉。

供養(yǎng)系統(tǒng)：設(shè)定供養(yǎng)時(shí)間，當(dāng)達(dá)到設(shè)定時(shí)間或按下“供氧”鍵，系統(tǒng)啟動(dòng)供氧程序，控制增氧泵進(jìn)行增氧。

喂食系統(tǒng)：通過設(shè)定喂食時(shí)間和SYP壓力傳感器檢測(cè)投放的食量，當(dāng)?shù)竭_(dá)了喂食時(shí)間，系統(tǒng)將自動(dòng)把存放在“糧倉(cāng)”的食物通過閥門C進(jìn)入有壓力傳感器的“臨時(shí)倉(cāng)庫(kù)”，若“臨時(shí)倉(cāng)庫(kù)”的重量達(dá)到設(shè)定喂食量，閥門C關(guān)閉，閥門D打開，直到“臨時(shí)倉(cāng)庫(kù)”里的重量為零后，閥門D關(guān)閉。如果“糧倉(cāng)”的重量低于設(shè)定值后，蜂鳴報(bào)警器響起一段時(shí)間，LED一直亮起，提醒該加食物到“糧倉(cāng)”了。

顯示系統(tǒng)：通過LCD1602液晶顯示屏?xí)r刻顯示魚缸的溫度、水位、含氧量、喂食時(shí)間，換水時(shí)間等數(shù)據(jù)。還使用LED 燈和蜂鳴器來實(shí)現(xiàn)警告提醒。

暗箱系統(tǒng)：若我們長(zhǎng)按換水鍵會(huì)進(jìn)入密碼鎖程序，我們按照正確順序按幾個(gè)按鈕后，暗箱的門會(huì)打開，當(dāng)連續(xù)輸錯(cuò)三次時(shí)，會(huì)自動(dòng)鎖住。

二、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)：

本產(chǎn)品的軟件部分是由單片機(jī)控制各端口的主程序以及基于ONENET平臺(tái)的聯(lián)網(wǎng)控制組成的。產(chǎn)品通電后，先對(duì)單片機(jī)芯片進(jìn)行初始化，顯示初始化，按鍵初始化，中斷初始化。再對(duì)各端口進(jìn)行預(yù)處理，對(duì)各環(huán)境的因素采樣，當(dāng)按鍵中斷來的時(shí)候，就執(zhí)行按鍵中斷的內(nèi)容。

ONENET平臺(tái)的設(shè)計(jì)，打開手機(jī)軟件后可以根據(jù)單片機(jī)采集到溫度，喂食時(shí)間，換水時(shí)間，增氧狀況，來顯示實(shí)時(shí)的魚缸狀態(tài)和暗箱打開時(shí)間。同時(shí)，用戶可以用軟件對(duì)魚缸的時(shí)鐘模塊，溫度模塊，喂食模塊增氧模塊，換水模塊進(jìn)行初始化設(shè)置，根據(jù)自己所想養(yǎng)的魚來進(jìn)行不太的初始化設(shè)置，再通過ONENET平臺(tái)傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)芯片中，單片機(jī)芯片根據(jù)軟件設(shè)置的初始化來控制各個(gè)端口的情況，最終實(shí)現(xiàn)智能化的設(shè)置。

三、結(jié)語(yǔ)

本文主要是對(duì)此基于51單片機(jī)的新型智能魚缸進(jìn)行了一系列研究，從而從更大的程度上去節(jié)省人們的供養(yǎng)時(shí)間，以此使得人們可以將更多的時(shí)間投入到工作與學(xué)習(xí)之中，另外一個(gè)高顏值、高質(zhì)量的新式智能魚缸也不會(huì)讓人們?cè)斐蓪徝榔凇?/p>

該智能魚缸的主要特色是集合于智能溫控系統(tǒng)、水位檢測(cè)設(shè)計(jì)系統(tǒng)、智能換水系統(tǒng)、智能供氧系統(tǒng)、智能喂食系統(tǒng)、顯示系統(tǒng)以及暗箱系統(tǒng)于一體，在適應(yīng)發(fā)展的同時(shí)并跟隨著時(shí)代的進(jìn)步。

該系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，價(jià)格實(shí)惠，性價(jià)比高，作為新時(shí)代的產(chǎn)物深受人們的肯定與認(rèn)可。可用于市場(chǎng)的大規(guī)模推廣，另外我們也會(huì)進(jìn)行對(duì)各個(gè)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)更新。從而完善一套更加貼合于魚兒生存與娛樂的全套智能魚缸系統(tǒng)。

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