基于51單片機的智能暗箱魚缸

王銀海 孫燕斌 余方能 周宏亮 張洪

摘? 要：隨著我國生活水平的提升，人們在家里養寵物的也越來越多，但是由于平時工作繁忙，沒有時間照顧寵物，養魚就成了他們最好的選擇。本項目提出了一種基于AT89C51的家庭智能暗箱魚缸生態系統。該系統溫控系統、換水系統、供氧系統、喂食系統、顯示系統、暗箱和切換系統控制系統共六個系統。在自動控制下，魚缸按照設定好的程序工作，也可以關閉自動控制，同時有一個隱蔽的暗箱功能，長按切換鍵切換。

引言：新時代智能進化，智能智造，智能智付，智能平臺將會成為智能時代的四架馬車，全面拉動中國產業化和經濟發展的新動能。隨著智能時代的來臨，人們的生活質量得到了不可估量的提高。就智能手機、智能家居、共享單車等新時代產品給人們的工作聯系，居家生活以及日常出行都帶來了極大的便捷。隨著人們生活質量的日漸提高，很多的人都會在家養一些魚來給自己的工作之余帶來一定的觀賞價值。

但是我們隨著對市場的不斷了解，現在人們所購買的普通魚缸都差不多只是一個玻璃鋼帶有氧氣泵和燈等器件，不具備智能性。這樣的魚缸會給人們在進行日常換取水以及投喂食物等方面帶來很大的麻煩，尤其是那種規格稍微大一點的魚缸。再一個就是人們在疲勞的工作之后都會相對比較勞累，可能會有很多養戶選擇了偷懶，從而導致魚兒的生存環境得不到相應的保障。所以我們經市場調研與大規模的問卷調查，根據需求進行設計和開發，形成了一套基于51單片機的智能魚缸。它的亮點主力于智能溫控系統、水位檢測設計系統、智能換水系統、智能供氧系統、智能喂食系統、顯示系統以及暗箱系統。這一套綜合性的系統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的優質環境。在基于普通魚缸的基礎同時又跟上了智能時代的發展。

一、系統硬件設計：

本設計采用AT89C51單片機最小系統，連接到設置初始系統、溫控系統、水位檢量系統、供氧系統、喂食系統、顯示系統、暗箱和切換系統控制系統。使用的主控芯片為HT66F70A，溫度傳感器為DS18B20，水位傳感器為LC-SW1型，顯示系統采用的是LCD1602液晶顯示，壓力傳感器為SYP系列，WIFI模塊。

設置初始系統：通過我們自己給魚缸設定喂食間隔時間、換水間隔時間、增氧間隔時間和溫度的設置，根據設置的數據來實現自動喂食、自動換水、自動供氧以及自動調控溫度。

溫控系統：通過DS18B20溫度傳感器對魚缸水溫進行實時檢測;根據檢測的數據與設置的溫度值相比較，當溫度低于設置溫度值時，單片機對魚缸進行緩慢加熱達到指定溫度值。當溫度高于設置溫度值5度時，啟動自動換水程序，給魚缸換水，以達到降溫目的。

水位檢量系統：使用LC-SW1型水位傳感器，對魚缸水位高度進行測量;低于設定水位進水，高于設定

值放水。通過液位開關控制水進出，安裝在魚缸的高水位檢測點和低水位檢測點。在魚缸內水位沒有達到下限時，低水位點傳感器輸出高電平信號，水位達到下限時輸出低電平，高水位檢測原理相同。通過LC-SW1型水位傳感器可以控制換水系統，當達到設定的換水時間時或者要換水時，系統自動換水程序啟動，打開放水閥門A。當檢測到達指定下限水位時，水閥門A關閉，打開進水閥門B當檢測到水位到達設置值時，水閥門B關閉。

供養系統：設定供養時間，當達到設定時間或按下“供氧”鍵，系統啟動供氧程序，控制增氧泵進行增氧。

喂食系統：通過設定喂食時間和SYP壓力傳感器檢測投放的食量，當到達了喂食時間，系統將自動把存放在“糧倉”的食物通過閥門C進入有壓力傳感器的“臨時倉庫”，若“臨時倉庫”的重量達到設定喂食量，閥門C關閉，閥門D打開，直到“臨時倉庫”里的重量為零后，閥門D關閉。如果“糧倉”的重量低于設定值后，蜂鳴報警器響起一段時間，LED一直亮起，提醒該加食物到“糧倉”了。

顯示系統：通過LCD1602液晶顯示屏時刻顯示魚缸的溫度、水位、含氧量、喂食時間，換水時間等數據。還使用LED 燈和蜂鳴器來實現警告提醒。

暗箱系統：若我們長按換水鍵會進入密碼鎖程序，我們按照正確順序按幾個按鈕后，暗箱的門會打開，當連續輸錯三次時，會自動鎖住。

二、系統軟件設計：

本產品的軟件部分是由單片機控制各端口的主程序以及基于ONENET平臺的聯網控制組成的。產品通電后，先對單片機芯片進行初始化，顯示初始化，按鍵初始化，中斷初始化。再對各端口進行預處理，對各環境的因素采樣，當按鍵中斷來的時候，就執行按鍵中斷的內容。

ONENET平臺的設計，打開手機軟件后可以根據單片機采集到溫度，喂食時間，換水時間，增氧狀況，來顯示實時的魚缸狀態和暗箱打開時間。同時，用戶可以用軟件對魚缸的時鐘模塊，溫度模塊，喂食模塊增氧模塊，換水模塊進行初始化設置，根據自己所想養的魚來進行不太的初始化設置，再通過ONENET平臺傳輸到單片機芯片中，單片機芯片根據軟件設置的初始化來控制各個端口的情況，最終實現智能化的設置。

三、結語

本文主要是對此基于51單片機的新型智能魚缸進行了一系列研究，從而從更大的程度上去節省人們的供養時間，以此使得人們可以將更多的時間投入到工作與學習之中，另外一個高顏值、高質量的新式智能魚缸也不會讓人們造成審美疲勞。

該智能魚缸的主要特色是集合于智能溫控系統、水位檢測設計系統、智能換水系統、智能供氧系統、智能喂食系統、顯示系統以及暗箱系統于一體，在適應發展的同時并跟隨著時代的進步。

該系統運行穩定，價格實惠，性價比高，作為新時代的產物深受人們的肯定與認可?？捎糜谑袌龅拇笠幠Ｍ茝V，另外我們也會進行對各個系統的實時更新。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。

參考文獻

[1] 王珍娟，宋正剛.魚缸智能控制器的設計[J].甘肅科技，2012（09）

[2] 劉煥成，編著.單片機原理及系統設計[M].清華大學出版社，2011

[3] 楊彥偉，蘇衛紅，張灝播.基于STC889C51的智能魚缸控制系統[J].電子技術與軟件工程，2015（22）

[4] 林新霞等.傳感器技術發展與前景展望[J].工業儀表與自動化裝置.2011[7]何立民.從嵌入式系統視角看物聯網[J].單片機與嵌入式系統應用.2010[8]中國將成全球最大嵌入式市場[J].軟件，2010

[5] 周四六.兩種實用的雙泵排水控制電路[J].河南科技.2013（23）[11]孔祥洪，王偉杰，宋連偉，錢衛國，郭陽雪，王文俊。觀賞魚缸智能控制器的仿真設計[J].實驗室研究與探索.2013（05）