基于ARM的智能鱼缸控制系统的设计与实现

摘 要：本文提出了基于ARM的智能鱼缸控制系统的体系结构，并对服务器端与控制端的设计与实现以及其中的关键技术（包括Qt、Boa、Webcam、CGI）做了详细的阐述。

关 键 词：ARM；Boa；Qt；Webcam；jQuery

中图分类号：TP368.1 文献标识码：A

1 引言

本系统集视频采集、Qt、单片机、Boa服务器以及网页制作等技术于一体，终端用户可以通过网页与ARM服务器端通信并控制鱼缸。本文设计的鱼缸控制系统同传统鱼缸相比有如下优点：（1）远程操控；（2）视频采集；（3）娱乐性强。本文主要介绍系统体系结构，服务器端与控制端软件部分的设计与实现以及所需关键技术。

2 体系结构图

本控制系统主要由ARM服务器端和控制端构成。ARM服务器端由Web服务器，Qt端界面和Sqlite数据库构成，通过将Boa服务器移植到ARM中为CGI构成的网页提供服务。Qt端主要以Sqlite数据共享的方式为浏览器对鱼缸的间接控制提供支持，同时Qt本身也具有控制的功能。控制端由AT89C52单片机构成，单片机作为执行器对鱼缸进行一系列动作。体系结构图如图1所示。

3 软件设计

3.1 Qt端设计

ARM开机后自动运行网络服务器Boa，并开启Qt端程序。PC或者手机通过路由器连接到服务器，此时便可以通过网页操作对数据库数据进行更改，Qt端读取数据后向单片机发出控制指令，单片机对鱼缸执行操作。Qt端定时器动作监控流程图如图2所示。

3.2 娱乐功能设计

娱乐功能是本系统一大特色，主要包括逗鱼与喂食。逗鱼、喂食功能都由步进电机模块实现。步进电机模块采用ULN2003作为驱动芯片。驱动信号从单片机的P1^2—P1^5（逗鱼功能模块）或者P2^2—P2^5（喂食功能模块）连接到UNL2003芯片的4个反向器输入端，并且其输出端连接到步进电机。步进电机驱动图如图3所示。

3.3 Web服务器端设计

Web服务器端由CGI和Ajax构成。系统通过Web端带给用户一个简洁、美观的网页界面。页面采用jQuery动画效果搭建，表单提交采用Ajax技术，使动作更加顺畅，用户体验度更高。具体功能如图4所示。

6 结论

本文设计的智能鱼缸控制系统应用范围广，成本低廉，交互性良好，易于拓展，娱乐性强，能够给广大的养鱼爱好者带来全新的感受。通过长时间的测试与运行，已证实本系统运行稳定性良好。

参考文献

[1] 布兰切特[加]，萨默菲尔德[英]，著.闫锋欣，等，译.C++ GUI Qt 4编程[M].北京：电子工业出版社，2008：8-249.

[2] 谢维成，杨加国，著.单片机原理与应用及C51程序设计[M].北京：清华大学出版社，2009：137-143.

[3] 蔡奇玉，等，著.吴燕，等，改编.CGI编程指南[M].北京：机械工业出版社，1997：10-29；141-142.