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基于单片机的智能鱼缸的设计与实现文献综述

单片机技术、传感器信息采集技术与Android技术简介

李洋

（一）智能鱼缸概述

随着人们生活水平的不断提高，家居环境或是休闲娱乐场所都安

装各种各样的观赏型鱼缸，而保持一个适宜水族生活的环境是一件非

常耗费精力的工作。针对水族生活环境的净化和改善的设备有很多，

目前市场上常用的鱼缸控制系统有：换水器、加氧泵等改善水质的设

备，但是它们大多是非智能化的、单独工作的器件。如果仅仅把多个

单独的设备组成一套多功能的鱼缸控制系统，需要投入的费用较大，

同时多个单一器件机械化的组装之后，也存在一定的资源浪费，并且

不便于管理控制，该系统则是从系统集成开发的角度进行设计和开发，

根据当前市场上的需求，形成了一套集自动充氧、自动水位控制进排

水、灯光照明和自动喂食等功能为一体的控制系统。系统以

STC12C5A60S2单片机为核心，实现对鱼缸的集中控制和管理，并通

过手机端APP与人进行信息交互。

（二）嵌入式技术

1.嵌入式技术简介

嵌入式系统被定义为:以应用为中心、以计算机技术为基础、软硬

件可裁剪、适应应用系统，对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格

要求的专用计算机系统。嵌入式系统主要由嵌入式微处理器、外围硬

件设备、嵌入式操作系统以及用户的应用程序等4个部分组成，它是

集软硬件于一体的可独立工作的“器件”。嵌入式系统是一种面向应

用、功能定制、资源受限、响应要求高、性能稳定、无自举开发能力，

由硬件和软件两部分构成的专用计算机系统。“嵌入性”、“专用性”

与“计算机系统”是嵌入式系统的三个基本要素，应用对象系统指嵌

入式系统所嵌入的宿主系统。

2.嵌入式技术发展环境

美国著名未来学家尼葛洛庞帝1999年1月访华时预言，4～5年

后嵌入式智能(电脑)工具将是PC和因特网之后最伟大的发明。嵌入式

技术已进阶成智能核心的关键性技术，随着云端运算的技术与环境逐

渐成熟，各国政府均倾全力推动物联网、泛在网甚至未来网络的发展，

牵动信息科技产业的技术发展走向。智能系统已向具备更方便的使用

介面，支援各式无线网络传输与容量更大的储存装置。预估智能系统

出货量将增

加到2015年的33亿部，为处理器市场贡献1,000亿美元营收，

而大陆占全球MCU市场比重20%，预料到2015年将成长到50亿美

元。物联网给嵌入式智慧系统、特种电脑提供了更广阔的应用。许多

公司正在从底层BIOS到嵌入式系统、特殊驱动程式、应用软体中介软

体等，提供整体解决方案。

3.嵌入式系统应用领域及特点

嵌入式计算机在应用数量上远远超过了各种通用计算机，一台通

用计算机的外部设备中就包含了5～10个嵌入式微处理器，键盘、鼠

标、软驱、硬盘、显示卡、显示器、Modem、网卡、声卡、打印机、

扫描仪、数字相机、USB集线器等均是由嵌入式处器控制的。在制造

工业、过程控制、通讯、仪器、仪表、汽车、船舶、航空、航天、军

事装备、消费类产品等方面均是嵌入式计算机的应用领域。嵌入式系

统是将先进的计算机技术、半导体技术和电子技术和各个行业的具体

应用相结合后的产物。嵌入式系统的特点：1)技术密集；2)资金密集；

3)高度分散；4)不断创新的知识集成系统。（三）传感器技术

1.传感器技术简介

传感器技术是现代科学的前沿技术，是新技术革命和信息社会的

重要技术基础。在现代生活和科学研究中，各种类型的传感器所提供

的大量可靠、准确的信息，不仅能代替人的五官功能，而且还能检测

到人的五官所不能感受的信息，从而使人类能更好地认识世界和改造

世界。目前，传感器技术广泛应用于航空、航天等尖端技术领域及工

业、农业等人类日常生活许多方面。传感器在工业部门的应用普及率

已被国际社会作为衡量一个国家智能化、数字化、网络化的重要标志。

因此，传感器技术作为一种与现代科学密切相关的新兴学科正得到迅

速的发展，并且在许多领域被越来越广泛的利用。

2.传感器发展历史

20世纪中期传感器技术才刚刚问世。此时传感器技术与数字控制

技术和计算机技术相比是远远落后于他们的，大部分的先进成果仍处

在实验研究的阶段，并没有应用于生产和应用中，转化率相对较低。

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