摘 要
摘 要
现在越来越多的家庭和公共场所都摆上了各种水族箱。但作为大部分小型的家庭水族箱设备，都需要人为的手工操作，这给饲主带来了很大的不便。人们有时会因繁忙的工作，忽视了对观赏鱼的照顾。
本文通过对目前大多数水族箱控制设备应用现状的分析和研究，提出了一种多功能的观赏鱼缸智能控制系统的设计方案。该控制系统基于89系列单片机的家庭水族箱控制系统。整套系统以STC89C51单片机为核心芯片，结合传感器技术、继电器原理、C语言编程等技术，集多种控制功能于一体，包括恒温、自动换水、自动喂食、自动水循环等，并可根据需要增加控制参数，通过选择不同元器件控制成本。本文从功能设计、元器件选择、硬件电路设计和软件设计等几个方面对该控制系统进行阐述。
通过调试期间的运行，表明该控制系统运行稳定可靠、操作简单方便、具有多种节电工作模式。同时该系统设计灵活、结构简单、成本低廉，易于规模化生产，可广泛用于家庭和宾馆等安装观赏鱼缸的场所。
关键词 自动控制；单片机；水族箱；传感器技术
I
Abstract
Abstract
Now, more and more families and public places are put on all kinds of aquarium. As most of the small home aquarium equipment need artificial manual, which brought great inconvenience to the owners. It is sometimes due to busy work, ignoring the care of ornamental fish
This article through to the present most aquarium control device application present situation analysis and research, put forward a kind of multifunctional ornamental fish design scheme of intelligent control system. The control system based on the 89 Series MCU family aquarium control system. The entire system to the STC89C51single-chip microcomputer as the core chip, combined with the sensor technology, relay principle, C language programming technology, sets a variety of control functions, including temperature, automatic water, automatic feeding, automatic water circulation and so on, and may need to increase the control parameters, through the selection of different components of cost control. This article from the function design, components selection, hardware circuit design and software design aspects of the control system are described.
Through long time operation test, it shows that the control system is stable and reliable, the operation is simple and convenient, has a variety of energy-saving operation mode. At the same time the system flexible design, simple structure, low cost, easy mass production, can be widely used in families and hotels and other places of installation of ornamental fish. Keywords: automatic control Series MCU aquarium sensor technology
II
目录
目 录
摘 要 ...................................................................... I Abstract ................................................................... II
1 绪论 ..................................................................... 1
1.1选题背景 ............................................................ 1 1.2国内外研究现状及发展趋势 ............................................ 1 1.3主要研究内容 ........................................................ 2 1.4课题研究的步骤 ...................................................... 3 2 系统的总体设计 ............................................................ 4
2.1概述 ................................................................ 4 2.2系统的设计要求 ...................................................... 4 2.3 系统总体方案功能 ................................................... 5
2.3.1 系统的功能组成与控制参数 .................................. 5 2.3.2 系统的硬件结构框图 ............................................ 5 2.4 本章小结 ........................................................... 6 3 系统的硬件设计 ............................................................ 8
3.1硬件总体结构 ........................................................ 8 3.2主要元器件的选取 .................................................... 9
3.2.1 单片机的选取 .................................................. 9 3.2.2 3-8译码器和LED数码管动态显示的选取 ........................ 11 3.3 各模块硬件设计 ..................................................... 13
3.3.1 时钟电路设计 ................................................. 13 3.3.2 键盘控制与显示模块设计 ....................................... 14 3.3.3 温度控制模块 ................................................. 15 3.3.4 其他模块设计 ................................................. 16
4 系统的软件设计 ........................................................... 22
4.1 主程序工作流程 ..................................................... 22
4.1.1 主程序工作流程图 ............................................. 22 4.2 时间和温度读取模块 ................................................. 23
4.2.1 读取DS1302的时钟 ........................................... 23 4.2.2 读取DS18B20的温度 .......................................... 24 4.4 E2PROM模块 ........................................................ 25 4.5 本章小结 ........................................................... 26 5 总体设计的展望 ........................................................... 27
5.1 创新点与应用范围 .................................................. 27
5.1.1 设计总结 .................................................... 27 5.1.2 创新点 ...................................................... 27 5.1.2 应用范围 .................................................... 28 5.2 展望 .............................................................. 28
目录
5.3 本章小结 .......................................................... 28
结 论 ..................................................................... 29 致 谢 ..................................................................... 30 参考文献 ................................................................... 31 附录1 ..................................................................... 32
河北工程大学毕业设计说明书
1 绪论
1.1选题背景
随着我国经济的发展和人民生活水平的大幅度提高，人们的消费观念变化很大，消费档次与水平都在提高，人们的生活品味越来越高，环境的个性化、环保化也越来越受到人们的重视，与之相关的休闲、居家装饰等行业相应的日显蓬勃发展趋势。人们开始渴望那大自然的宁静与和谐，而一个生机盎然、苍翠欲滴的鱼草水族箱不但可以给人带来无比宽松舒适的美感，更能调节居住环境，让人们感受那久违的大自然，让大自然的美景在自己的身边长存。水族行业正是在这种需求下应运而生的。
“水族箱”一词起源于英国，沿用至今已超过了150年。当时的定义仅仅是一个养动植物的水容器，而随着科技水平的不断进步，以及人们养殖观赏鱼和种植水草的水平的不断提高，水族箱不仅被认为是一个养动植物的容器，而且被认为是自然城的一个缩影，是一相对完备的生态系统。在早期，水族箱多用于展览馆、公园等大众化的场所供大家观赏，随着生活水平的提高，科技和水族养殖业的快速发展。水族箱已成为普通家庭的室内装饰。近年来，这种以水草、金鱼为主的水族箱被称作“水中微缩的鱼草园林”，深受人们的喜爱，但由于人们缺乏养护的技艺或者是由于时间原因不能及时进行养护，往往“好景不长”，最后的结局多是“草枯鱼忘”。
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、单一的恒温控制、充氧或照明系统。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、溶氧量、光照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，还对利用高薪技术改造原有的普通家居的发展有一定的实际意义和研究价值。
1.2国内外研究现状及发展趋势
随着经济水平的突飞猛进，装饰业的日趋兴起，人们对生活、家居品味的追求愈加重视，体现在经济形态中就是与之相关的休闲、居家装饰等行业日趋蓬勃发展之势。居住、
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