智能鱼缸的设计

第10卷第4期软件导刊Vol. 10 No.42011年 4月Software GuideApr. 2011智能鱼缸的设计张静,肖杰,熊友达(武汉工程大学电气信息学院,湖北武汊430205)摘要:针对目前市面上鱼缸种类繁多,且多 为手动控制的情况,本系统以89C52单片机为核心，并通过相应的软硬件设计,实现了对鱼缸的智能控制,完成了对鱼缸的自动控温,定时供氧,定时喂食等一系列智能化过程。关键词:鱼缸;单片机;智能中圈分类号:TP311. 52文献标识码:A文章编号:1672-7800(2011)04-0058-02单片机通过温度传感器DS18B20采集鱼缸内实时水1系统总体方案和功能温,并将采集到的温度通过LCD显示出来,同时鱼缸内实时温度与单片机内设置好的温度进行对比，当温度高于设单片机有着体积小、功耗低、功能性强、性价比高、易定温度时,系统通过单片机控制自动启动降温模块电路和于推广应用等显薯优点,智能鱼缸控制系统采用89C52供氧泵,当温度低于设定温度范围时,则自动启动加热模单片机,主要由5大模块组成:温度时间显示模块、水温自块,使水的温度保持在恒定范围内。同时单片机控制系统动控制模块、定时供氧模块、定时喂食和音乐播放模块、每隔一个小时启动 供氧泵5分钟，为鱼缸供氧，以此来保LED闪烁灯光照射模块。各功能模块通过单片机最小系证水的溶氧量。每隔4个小时系统启动步进电机和音乐统结合所需外围电路完成信号检测输人和输出控制功能,芯片模块,在优美的音乐中对鱼儿喂食,促进其生长。系统框如图1所示。LED内烁灯更增加了鱼缸的观赏性。|LED网烁照射2硬件设计2.1温度检测和调节模块圈1系统框圈温度检测部分采用DS18B20温度检测芯片,体积小，[3] 常春,胡仁杰,蒋玮.网络化综合实验教学管理系鲩的研究与实疏[4] 王焕彬，张水平.数据访问技术ADO. NET ADO.OLE DB的比较[].实验技术与管理,2007(6).[J].铁路计算机应用,2003 (11).(责任编辑;杜能钢)The Design and Implementtation ofExperimental Teaching System Base on WebAbstract: Teaching from the reality of our experiment, according to the actual needs of teaching management experimentsin the, NET platform to build on the success of the open Web-based management system for the overall experimentalteaching program, this article describes the system functional modules of the key technologies of the system ; ExperimentManagement System has changed the traditional teaching mode experiment, to adapt to the open network environment,teaching management, teaching and management to improve the experimental quality and efficiency.Key Words:Experimental Teaching;. NET; Multi-level Security pPolI中国煤化工CNM H G.作者简介:张静(1987-),女,湖北鄂州人，武汉工程大学本科生,研究方向ha但mhnin两100),男,四川凝水人,武汉工程大学本科生,研究方向为信号检测与估计;熊友达(1988- ),男 ,湖北仙桃人,武汉工程大学本科生,研究方向为信号检测与估计。第4期张静，肖杰,熊友达:智 能鱼缸的设计具有很高的可靠性,接线方便简单,只需将其输出脚与单动步进电机转动完成自动喂食功能、音乐芯片播放音乐、片机的一个引脚相连,就可以精确地测出实时温度,并将供氧电路自动供氧的功能。其反馈回单片机控制系统,单片机将DS18B20芯片检测温度调节模块:通过温度传感器DS18B20采集温度的温度信息与设定值进行比较,如果不相符,数字调节程信号,并对温度信号实时控制，当温度过高时触发降温电序根据给定值与测得值的差值按PID控制算法设计控制路;当温度过低时触发加热电路.保证水温维持合适的范量,触发程序根据控制量控制执行单元。如果测量值高于围内。设定值,则启动降温系统,降低水温;如果检测值低于设定人机交互模块:通过液晶1602显示当前的时刻和温值,则启动加热系统.提高水温,达到控制温度的目的。度。并外接了3个按键,第1、2两个按键采用查询的工作2.2步进电机喂贪模块方式来调节时间,第3个按键采用中断的方式,调节增还小型步进电机驱动电路可以用ULN2003. ULN2003是减时间。设置灵活,使用方便。主程序流程如图3所是高压大电流达林顿晶体管阵列系列产品,具有电流增益示。高、工作电压高、温度范围宽、带负载能力强等特点。本系开始统采用的步进电机是四相八拍电机,当对步进电机施加一[系统初始们系列连续不断的控制脉冲时,它可以连续不断地转动。每国示时间和温圈一个脉冲信号对应步进电机的某-相或两相绕组的通电<定时嗽低Y囤机转动。播放音易状态改变一次,也就对应转子转过一定的角度(一个步距角)。当通电状态的改变完成一个循环时,转子转过一个开白隆温电路Jh齿距。四相步进电机可以在不同的通电方式下运行,在单一上片机的控制下,步进电机可以左右旋转.使食槽打开或者通度过低>Y C开府加热电路JhNE关闭,选择好时间就可以精确地定时喂食,同时步进电机<医氧时间>Y C自动供氧电路h在ULN2003的驱动下,能够产生较大的力矩,使食槽关N-闭自如,不会出现卡死现象。原理图如图2所示。圈3主程序流程圈IC22B4结束语3B4B5B本设计已通过仿真器进行了仿真,载人程序到单片机后运行良好,达到了预期的效果,实现了对鱼缸的自动控CND VCcD ULN2003制,并且本系统具有很大的可扩展性,比如定时供氧部分圈2步进电机原理设计比较粗糙,可以做进-一步的设计改进,譬如,通过检测鱼缸内溶氧量实现自动供氧,或者改进鱼缸的进出水方3软件设计式,进行杂质过滤等,都可以提高鱼缸的智能化效果。控制模块的软件部分用C51编程,采用模块化设计参考文献:方法,由主程序、子程序和中断服务程序组成。[1] 陈光东,赵性初.单片微型计算机原理与接口技术[M].武汉:华中系统时钟模块:采用89C52的定时中断来提供系统科技大学出版社,1994.[2] 张道德.单片机接口技术(C51版)[M].北京:中国水利水电出版的时钟信号。社,2007.定时触发模块:通过查询当前时钟，如果到达设定的(责任龋辑:周晓辉)时间,会将相应的I/O置为高电平,便能够实现定时的驱The Design of Intelligent FishbowlAbstract: Aiming at the situation that there are a variety of fishbowls中国煤化工I are manual control,this system realizes the itelligent control of a fishbowl,completes a se:ing the 89C52 as thecore and designing from the aspects of hardware and software, such as:TYHC N M H Gtiming oxygen regu- .lar feeding and so on,Key Words:Fisbwl;89C52tnelligent