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基于单片机的鱼缸温控系统设计

张意如

【摘要】本文在单片机的基础上对鱼缸温控系统进行设计,使鱼缸具有温度检测、

自动控温等功能,从而提升观赏鱼的成活率.

【期刊名称】《电子测试》

【年(卷),期】2019(000)012

【总页数】2页(P17-18)

【关键词】单片机;鱼缸;温控系统;设计

【作者】张意如

【作者单位】辽宁建筑职业学院,辽宁辽阳,111000

【正文语种】中文

1鱼缸温控系统总体方案设计

1.1系统功能与总体结构

随着互联网的发展，人们获取信息的渠道越来越多，对观赏鱼的饲养愈加专业，因

此，传统的鱼缸已经不能满足当前热带鱼饲养的需要。虽然，当前市场上具备温度

调节、制氧、喂食等功能的鱼缸非常多见，但大多数鱼缸都是非智能的，不能根据

具体情况进行控制，只是一个整体的控制系统。因此，基于单片机对鱼缸的温控系

统进行设计，可以使鱼缸对温度传感器收集的数据进行分析处理，并能够根据实际

情况对水温以及蜂鸣器、指示灯进行控制，从而打造一套完整的鱼缸温控系统。

在当前阶段，热带鱼逐渐成为观赏鱼市场的主要品种，而热带鱼对水温等环节的要

求非常高，例如：宝莲灯鱼，它生存的适宜温度是24℃-26℃，当水温高于30℃

或低于20℃时宝莲灯鱼也能存活一段时间，但是当温度长期处于异常时，就会影

响宝莲灯鱼的成活率。所以，当水体温度超出20℃-30℃的范围时，基于单片机

的鱼缸温控系统就会报警，从而启动蜂鸣器，使指示灯闪烁。除此之外，鱼缸还设

有按键，以方便人们对温度进行手动调节，为热带鱼提供更好地生存环境。因此，

为使鱼缸的温控系统满足设计要求，基于单片机的鱼缸设计应具备温度检测单元、

控制单元、警报单元、按键单元、屏幕显示单元。

1.2系统功能的组成

鱼缸智能系统的设计与开发，包含很多重要的子系统，其中最重要的就是温控系统。

因为鱼缸的温控系统为鱼缸内各种鱼类及水生植物的生长提供了良好的生存环境，

维持了鱼缸内的生态平衡。温控系统又包含很多控制单元，如：对水体进行自动加

热、通过制冷来降低温度保持恒温，自动充氧保证鱼缸内水体的含氧量充足、自动

控制水位等。这些控制单元都具备信号输入控制输出的功能，它们通过与其他子系

统进行数据的分享和传递，形成了一个完善的智能系统。

1.3鱼缸温控系统的设计要求

在对鱼缸温控系统进行设计时，应满足一定的设计要求。首先，为了保证鱼缸内的

各种鱼类及水生植物的健康生长，需要维持鱼缸内的水位、水温、含氧量等数据保

持一个稳定的状态。因此，为使鱼缸内的环境参数不出现异常波动，设计人员在设

计时，需要丰富控制模式的多样性，以提高对鱼缸内环境参数的调整能力。除此之

外，鱼缸温控系统的一个重要的功能，就是鱼缸内水温以及运行状态的实时显示，

在该功能的基础上，当水温未达到标准温度或超出合理温度时，报警系统便会启动，

通过声光信号来进行提示。与此同时，智能系统执行调节指令，以完成环境参数的

调整工作。在鱼缸温控系统的设计过程中，还应为系统设置按键以完成手动调节，

以满足不同的需求。

2鱼缸温控系统的硬件设计

2.1鱼缸温控系统硬件设计的原则

为使单片机系统更好的发挥其强大的性能，就必须对单片机系统进行软硬件设计。

在进行系统的硬件设计时，一定要遵守相应的原则。首先，要将硬件设计与软件设

计相结合，实现优势互补。利用软件来实现硬件功能时，软件所需的时间肯定要比

硬件需要的时间长，但是软件能够优化硬件结构，使系统更加稳定，同时还可以降

低成本。因此，在对鱼缸温控系统的硬件设计时，可以通过软件设计来实现一些硬

件功能。除此之外，在硬件设计时，还要进行抗干扰的设计，提升系统的稳定性。

一般来说，一个系统用到的芯片数量不宜过多，因为芯片数量越多，系统出现故障

的概率就越大，也更容易受到干扰。所以，基于单片机的鱼缸温控系统设计时，应

在满足设计要求的同时尽量减少芯片的数量。设计人员在系统设计的过程中，很难

通过一次设计就解决所有的问题。因为系统是需要不断升级和完善的，这就要求设

计人员在设计时，应提升系统功能拓展的便利性。在进行功能拓展或技术升级时，

不需要进行大规模的变动，尽量做到只修改软件就能完成系统升级工作。因此，提

升系统功能拓展的便利性，也是鱼缸温控系统硬件设计中的一个重要原则。

2.2控制单元设计

在开发鱼缸温控系统的过程中，采用的核心控制芯片就是单片机，系统的运行信息

都需要通过单片机来完成数据处理的工作，因为单片机在稳定性、兼容性、价格等

方面的优势，使其在各个领域获得了广泛的应用。在控制单元的设计过程中，单片