基于单片机的智慧鱼缸控制器设计

摘要

嵌入式在近年飞速发展，智能家居已经深入人们的生活，并慢慢改变人们的生活。现在市场上常用的鱼缸控制系统有：换水器、加氧泵等养鱼设备，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。该智能鱼缸系统根据当前市场上的需求从系统集成角度进行设计和开发，形成了一套浊度采集、自动喂食、自动增氧、自动换水和温度控制等功能并且可以通过WIFI模块无线传输控制为一体的控制系统。并通过LCD1602液晶显示，以及按键设置，便于用户使用。
在家居环境或是休闲娱乐场所都有各种各样的鱼缸，而保持一个适宜鱼类生活的环境是一件非常耗精力的工作。针对鱼类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：水温控制、充氧控制、过滤控制等相关系统。但是由于产品繁多，功能不统一，而且大多是非智能化的、单一。如果仅仅是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。这样不仅增加了成本，重复投资，影响美观，而且功能使用不灵活、不方便，整体性能也无法得到提升。
因此，根据当前市场的需求，以鱼缸中的水温、换水、增氧等的控制为研究对象，形成一套集多个功能为一体的控制系统。该设计不仅解决了人们在日常生活中对鱼缸的维护问题，还对利用单片机控制技术改造原有的鱼缸不足，具有一定的实际意义和研究价值。

一、系统功能

1.利用51系列、AVR、STM32等单片机作为控制器。
2.能检测水的温度，必要时控制加热器或风扇调整温度。
3.能定时投喂，定时启动冲氧泵冲氧。
4.能定时启动循环水，清洁鱼缸环境。
5.具有一定的人机接口，可以修改查看工作参数
6.（选做）通过家用Wifi链接都云平台，可通过手机APP访问，远程控制。

二、总体设计

（1）传感器的电路设计。 需要先将传感器探头获得的数据传送到单片机进行处理，再将数据传输LCD1602液晶显示
（2）继电器控制。通过搜集资料与理解当前的相关课题的研究，分析不同控制情况下各个传感器的优劣，加上自己的理解，对控制进行改进与优化。参考现有的各种技术，选择一种比较适合的技术，加以改进成为课题的技术。通用继电器分别控制3个负载器件分别是2个水泵和一个增氧泵。
（3）通过按键可以进行灵活设置以及自动和手动切换。
（4）通过DS18B20进行温度采集和设置报警范围。
（5）通过ULN2003驱动步进电机完成投食。
（6）蜂鸣器报警提醒。
（8）温度低加热片加热。
（9）水位采集判断LM393比较输出。
（10）WIFI模块ESP8266无线传输当前数据传输。

三、效果图

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