基于单片机的智能鱼缸设计.pdf

基于单片机的智能鱼缸设计

杨冬英

【摘要】随着社会经济与科学技术的发展,观赏类鱼缸的工艺品已逐渐进入了家居

环境、办公环境、购物环境等地点.但是,观赏类鱼缸的水环境温度检测、换水、投

放鱼饵等操作都需要手工进行操作,需要花费大量的时间和精力.本设计以

STC89C52单片机为控制核心,采用C语言进行编程,结合直流电机、温度传感器等

硬件,实现了对鱼缸的自动喂食、自动加氧、自动换水、自动灯光关启、自动调温

等智能化控制,该设计的实现给人们的生活带来了极大的便利.

【期刊名称】《山西电子技术》

【年(卷),期】2017(000)006

【总页数】4页(P34-37)

【关键词】单片机;鱼缸;智能化控制

【作者】杨冬英

【作者单位】山西大学商务学院,山西太原030031

【正文语种】中文

【中图分类】TP368.1;TM925

家居环境的布置成为人们日益关心的事情，一个生机勃勃的鱼缸不仅可以带给人们

舒适的视觉享受，还能调节居室环境，让人们的生活环境更加充满生机与活力，让

大自然的美景能够融入人们的生活。现在观赏鱼市场上的鱼缸自动操作部分功能非

常分散，常常只能实现某一个功能，就像净化功能、充氧功能、恒温功能等等，并

且大部分都需要人工操作，需要耗费大量的精力去照看[1]。功能比较全面的鱼缸

控制系统在市场上基本还处在空缺，现在市场上已有的喂食器功能主要是用定时电

路作为控制的核心，只可以喂食一次，如果想要投放饵料都必须要再一次设置投放

时间，而且这种定时特别不准确，往鱼缸内投放饲料也不能保证每次投放的量是一

样的，同时每次投放饲料与下次投放饲料的时间间隔设置的不是特别符合鱼儿的生

活习性，特别容易造成鱼饲料的浪费，这些都不能满足鱼缸的自动控制的功能的要

求。如果要同时安装多个功能不同的装置，就会使控制系统的结构变得十分繁琐，

需要花费大量资金，而且组合在一起会显的整个装置特别乱，也缺少各个功能彼此

间的协调性。因此，开发设计一个智能鱼缸自动控制系统，有很大的必要性。

本设计使用AT89C52单片机来当自动控制系统的控制中心[2]，与外接装置组成

了微处理器中最小工作系统；通过传感器检测鱼缸中的各种参数，然后经过微处理

器来调控。微处理器控制各设备达到自动增加氧气含量，自动投放饵料，温度自动

检测，照明功能的目的，争取实现系统的集成化程度高，结构轻便，操作便捷。

单片机具有功能性强、功率消耗小、占用空间少等特点，本设计的功能模块主要由

5大模块组成：自动加氧模块、自动水循环模块、自动投放饵料模块、灯光变换模

块和温度检测模块。各功能模块的实现是由单片机的最小系统结合所需要的外围电

路来实现信号检测输入和输出功能。最后通过LED显示屏对各功能模块进行手动

或者定时操作，实现了对鱼缸的集中控制和管理。主要实现的功能如下：

1)自动喂食器能够投放鱼饵；

2)实现水温的自动控制；

3)设置喂食器每天投放鱼饵的间隔和次数；

4)实现设定加氧的时间及间隔；

5)可以实现通过按钮进行换水；

6)实现照明功能。

本设计采用AT89C52单片机作为主控制芯片[3]，该芯片的存储空间很大，在线

ISP下载程序特别简单便捷，特别适合本设计的需求，同时拥有足够多的I/O接口。

这种型号的单片机中含有两种存储器，一种是可以重复擦写的只读存储器(8K

bytes)，另一种是随机存取数据存储器(256bytes)，AT89C52中自带中央处理器

(CPU，8位)及Flash存储单元，可以完成静态逻辑操作，而且可以利用节约电量

的运行模式。例如系统闲置的情况下停止CPU的运行，但是定时器/计数器可以正

常运行，串行通信口及中断系统能够接着运行。

本设计采用DS18B20温度传感器[4]，测量范围是-55℃～+125℃，运行电压范

围：3～5V/DC，这种温度传感器在使用的过程中可以直接与单片机连接，接线

简单便捷，可以达到鱼缸内水的温度用数字传输。

鱼缸内水温保持一定的范围是鱼儿生存的必要条件，若超出范围就会导致鱼缸内的

鱼儿不能正常生存，甚至死亡。因此温度检测功能是智能鱼缸一个重要的功能模块。

温度检测功能是由程序控制加热棒的工作，来实现鱼缸的温度检测功能。

本设计自动控制水温是通过温度传感器DS18B20和加热棒实现的[5]。DS18B20

重要组成部分是四部分组成：温