水族箱智能控制及监控系统研究计

李娜

【摘要】以STC89C52单片机为主控制器件，针对现阶段常见的水族箱的各种常见缸体进行控制分析设计，并进行了简单的监控。

【关键词】单片机；智能控制；水族箱；监控

随着人们生活水平的不断提高，水族箱已经开始进入不少家庭，美轮美奂的观赏鱼让人醉心不已，在工作之余给人带来无比宽松舒适的美感。但人们不可以时刻地调控着水族箱，这也就蕴育而生了水族箱控制系统，市场上常见的水族箱，大多都是不同厂家的产品作合在一起，开关容易失效，寿命短，这些设备又是独立工作的，缺乏统一的布线和集中控制，对鱼类水草的生长，养殖极为不利，加上由于工作原因外出或者对所养鱼种的相关专业知识的欠缺而造成的水质变化甚至所养宠物的死亡屡见不鲜。因而一种较全面的具有提醒指导意义的生态监控系统是非常有必要的，它可以将养鱼的种种比较琐碎的控制在上位简单的实施，并且可以对观赏鱼养殖过程中常见的问题进行简单的技术指导。本控制器针对以上弊端，采用盛群HT46R46为核心，利用温度传感器，液位器以及各种灯制作了一款智能控制器，并针对不同的缸体进行了简单的监控设计。

一、水族箱智能控制

水族箱的智能控制系统采用小型单片机控制，主体采用STC89C52单片机为控制中心，连接各种传感器（主要包括温度传感器，液位控制器、造流控制器，pH计、ORP电极探头、硬度传感器等）以及各种执行器件（主要包括电加热棒、增氧器、水泵、加药器、滴定泵、灯光、蛋白质分离器、投饵器、造流机、二氧化碳增加器、过滤泵等）。控制部分主要包括控制3个单元，这3个单元跟上位机的监控系统是一一对应的：1温度控制单元，连接的传感器为温度传感器，执行器件为电加热棒等，根据所养鱼种的不同选择不同的温度控制，在单片机的控制系统中将控制程序预先设定好；2光照控制单元，连接的执行器件为灯光，该单元主要针对对光照条件要求较高的水族箱，可以根据不用的情况预设不同的光照条件；3水质控制单元，连接的传感器主要有造流控制器，pH计、ORP电极探头、硬度传感器等，执行器件主要有增氧器、水泵、加药器、滴定泵、灯光、蛋白质分离器、投饵器、造流机、二氧化碳增加器、过滤泵等，实时根据水质的变化及时调整各种执行器件的运行情况，尤其是加药器内的药物根据水质的变化以及饲养鱼种的情况及时的进行调整。

接通电源开机运行后，如果水族箱内有水草，光照控制单元按照图1-1所示的时序图开始工作。温度测量和控制模块，主要用于各种养殖种类的温度控制，温度传感器采用NTC温度探头，具体技术参数：标称阻值：R25（25cC）：（常用）1.5K，2K，5K，10K，20K，30K，47K，50K，100K，200K，500K等，阻值精度：+/-1%，+/-2%，+/-3%，B值R25/50：（常用）3435K，3600K，3950K，3990K，4100K，4200K等，B值精度：+/-1%，使用温度范围：-40℃～+150℃，耗散功率系数：>=5 mW/℃（静态空气中），最大额定功率：45row，电阻温度系数：-2～5%/℃。具体控制要求为：

单混水草淡水混养缸：温度控制25℃，全天喂食一次，加肥1次，过滤常开，灯光：严格按照图一时序控制；

普通鱼缸（淡水）：温度控制26℃，全天喂食2～3次，过滤：喂食时间断，灯光：普通照明即可；

热带鱼：温度控制28～30℃，全天喂食2～3次，过滤：喂食时间断，灯光：普通照明即可。

二、水族箱监控系统研究

与单片机控制系统相连接的电脑终端上的监控系统主界面包含9个控制单元：淡水水草系统、淡水小型鱼系统、淡水大型鱼系统、淡水混养系统、海水礁岩系统、海水纯鱼系统、海水软体珊瑚系统、海水硬骨珊瑚系统、海水混养系统，每个系统都含温度控制单元、光照控制单元和水质控制单元。每个控制单元都包含淡水水草子系统、淡水小型鱼子系统、淡水大型鱼子系统、淡水混养子系统、海水礁岩子系统、海水纯鱼子系统、海水软体珊瑚子系统、海水硬骨珊瑚子系统、海水混养子系统等9个（如图3所示）。每个子系统的界面都有本控制单元所有的连接的传感器和执行器件，可以在监控界面上对所有的执行器件进行控制，这样可以有效的实现下位较琐碎的操作。针对不同的子系统其具体控制要求不同，监控系统还为每个子系统提供了专业的提醒：喂食提醒、光照提醒、水质控制提醒，系统使用者如果需要长时间外出，可以设置自动控制或者远程控制，这样可以有效的避免长期无人管理造成的水质变化。

三、总结

现阶段尽管有很多已经较为成熟的水族箱控制器，但是这种带有专业技术指导以及监控的综合水族箱控制系统较少见，经过笔者自己的实践运行，效果较好，相信会引起相关观赏鱼爱好者的兴趣。