基于51单片机的智能暗箱鱼缸

王银海 孙燕斌 余方能 周宏亮 张洪

摘  要：随着我国生活水平的提升，人们在家里养宠物的也越来越多，但是由于平时工作繁忙，没有时间照顾宠物，养鱼就成了他们最好的选择。本项目提出了一种基于AT89C51的家庭智能暗箱鱼缸生态系统。该系统温控系统、换水系统、供氧系统、喂食系统、显示系统、暗箱和切换系统控制系统共六个系统。在自动控制下，鱼缸按照设定好的程序工作，也可以关闭自动控制，同时有一个隐蔽的暗箱功能，长按切换键切换。

引言：新时代智能进化，智能智造，智能智付，智能平台将会成为智能时代的四架马车，全面拉动中国产业化和经济发展的新动能。随着智能时代的来临，人们的生活质量得到了不可估量的提高。就智能手机、智能家居、共享单车等新时代产品给人们的工作联系，居家生活以及日常出行都带来了极大的便捷。随着人们生活质量的日渐提高，很多的人都会在家养一些鱼来给自己的工作之余带来一定的观赏价值。

但是我们随着对市场的不断了解，现在人们所购买的普通鱼缸都差不多只是一个玻璃钢带有氧气泵和灯等器件，不具备智能性。这样的鱼缸会给人们在进行日常换取水以及投喂食物等方面带来很大的麻烦，尤其是那种规格稍微大一点的鱼缸。再一个就是人们在疲劳的工作之后都会相对比较劳累，可能会有很多养户选择了偷懒，从而导致鱼儿的生存环境得不到相应的保障。所以我们经市场调研与大规模的问卷调查，根据需求进行设计和开发，形成了一套基于51单片机的智能鱼缸。它的亮點主力于智能温控系统、水位检测设计系统、智能换水系统、智能供氧系统、智能喂食系统、显示系统以及暗箱系统。这一套综合性的系统完全可以在解决的人力操作之于给鱼儿提供更加适合生长的优质环境。在基于普通鱼缸的基础同时又跟上了智能时代的发展。

一、系统硬件设计：

本设计采用AT89C51单片机最小系统，连接到设置初始系统、温控系统、水位检量系统、供氧系统、喂食系统、显示系统、暗箱和切换系统控制系统。使用的主控芯片为HT66F70A，温度传感器为DS18B20，水位传感器为LC-SW1型，显示系统采用的是LCD1602液晶显示，压力传感器为SYP系列，WIFI模块。

设置初始系统：通过我们自己给鱼缸设定喂食间隔时间、换水间隔时间、增氧间隔时间和温度的设置，根据设置的数据来实现自动喂食、自动换水、自动供氧以及自动调控温度。

温控系统：通过DS18B20温度传感器对鱼缸水温进行实时检测;根据检测的数据与设置的温度值相比较，当温度低于设置温度值时，单片机对鱼缸进行缓慢加热达到指定温度值。当温度高于设置温度值5度时，启动自动换水程序，给鱼缸换水，以达到降温目的。

水位检量系统：使用LC-SW1型水位传感器，对鱼缸水位高度进行测量;低于设定水位进水，高于设定

值放水。通过液位开关控制水进出，安装在鱼缸的高水位检测点和低水位检测点。在鱼缸内水位没有达到下限时，低水位点传感器输出高电平信号，水位达到下限时输出低电平，高水位检测原理相同。通过LC-SW1型水位传感器可以控制换水系统，当达到设定的换水时间时或者要换水时，系统自动换水程序启动，打开放水阀门A。当检测到达指定下限水位时，水阀门A关闭，打开进水阀门B当检测到水位到达设置值时，水阀门B关闭。

供养系统：设定供养时间，当达到设定时间或按下“供氧”键，系统启动供氧程序，控制增氧泵进行增氧。

喂食系统：通过设定喂食时间和SYP压力传感器检测投放的食量，当到达了喂食时间，系统将自动把存放在“粮仓”的食物通过阀门C进入有压力传感器的“临时仓库”，若“临时仓库”的重量达到设定喂食量，阀门C关闭，阀门D打开，直到“临时仓库”里的重量为零后，阀门D关闭。如果“粮仓”的重量低于设定值后，蜂鸣报警器响起一段时间，LED一直亮起，提醒该加食物到“粮仓”了。

显示系统：通过LCD1602液晶显示屏时刻显示鱼缸的温度、水位、含氧量、喂食时间，换水时间等数据。还使用LED 灯和蜂鸣器来实现警告提醒。

暗箱系统：若我们长按换水键会进入密码锁程序，我们按照正确顺序按几个按钮后，暗箱的门会打开，当连续输错三次时，会自动锁住。

二、系统软件设计：

本产品的软件部分是由单片机控制各端口的主程序以及基于ONENET平台的联网控制组成的。产品通电后，先对单片机芯片进行初始化，显示初始化，按键初始化，中断初始化。再对各端口进行预处理，对各环境的因素采样，当按键中断来的时候，就执行按键中断的内容。

ONENET平台的设计，打开手机软件后可以根据单片机采集到温度，喂食时间，换水时间，增氧状况，来显示实时的鱼缸状态和暗箱打开时间。同时，用户可以用软件对鱼缸的时钟模块，温度模块，喂食模块增氧模块，换水模块进行初始化设置，根据自己所想养的鱼来进行不太的初始化设置，再通过ONENET平台传输到单片机芯片中，单片机芯片根据软件设置的初始化来控制各个端口的情况，最终实现智能化的设置。

三、结语

本文主要是对此基于51单片机的新型智能鱼缸进行了一系列研究，从而从更大的程度上去节省人们的供养时间，以此使得人们可以将更多的时间投入到工作与学习之中，另外一个高颜值、高质量的新式智能鱼缸也不会让人们造成审美疲劳。

该智能鱼缸的主要特色是集合于智能温控系统、水位检测设计系统、智能换水系统、智能供氧系统、智能喂食系统、显示系统以及暗箱系统于一体，在适应发展的同时并跟随着时代的进步。

该系统运行稳定，价格实惠，性价比高，作为新时代的产物深受人们的肯定与认可。可用于市场的大规模推广，另外我们也会进行对各个系统的实时更新。从而完善一套更加贴合于鱼儿生存与娱乐的全套智能鱼缸系统。

参考文献

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