一种新型智能鱼缸的研究

2015-04-06宋联兴王海凯李德山

山西电子技术 2015年6期

宋联兴，王海凯，方欢，戚磊，李德山，李超

(德州学院，山东德州 253000)

1 研制背景及意义

随着社会的发展和时代的进步，人们的生活水平和消费观念也随之变化。绿色环保已成为时代的主题。环境的个性化、环保化越来越受到人们的重视。越来越多人希望拥有一个能够放松的空间，最好有山有水，一点绿意，最好能有小桥流水人家的雅意让自己细细回味，重拾记忆的温润。本设计的鱼家宝贝系统是基于液晶显示模块、继电器模块和温度传感器模块，具有实时报警功能，并且能够通过加热器进行排除温度问题。本设计在家居环境或是休闲娱乐场所都可以喂养各种鱼。

2 系统总体设计方案

本装置以STC89C52 单片机为核心，同时结合传感器技术，设计一套适合各类水族箱的测量水温度、控制水温度、释放鱼饵、显示信息和远程监控为主要控制对象的水族箱智能控制系统。首先按照系统的应用场合，工作环境，控制对象等确定合理的设计方案，权衡利弊，仔细划分软件部分和硬件部分各自应完成的功能，形成系统的研究模型。系统的调试与运行在单片机开发装置上，用调试软件对程序进行调试，查错和修改，然后把调好的程序联成一个完整的系统程序，再进行联机调试，在线仿真，最后组装样机，脱机运行，通过试运行对系统进行检测，以验证系统的功能。

本次设计的控制系统主要特点是:

1)采用单片机控制设计，实现水族箱节电模式、自动喂食、冷热自动恒温、状态显示。大大提高智能化控制的能力，不仅降低了资源耗费，同时也降低了人力的付出。

2)人机操作界面采用数码1602 指示显示。操作简单、方便，极具人性化特点。

3)设计远程监控模块，实现远程数据采集和显示，可以实时掌握最新动态。

4)产品整体设计具有技术的通用性，贴近实际的应用，易于推广和大规模生产。

3 硬件的选择

由于现在市场上各种芯片种类繁多，而且不断在推陈出新，因此必须按照系统要求，根据“性价比最高”原则，选择既适合于本系统，又运行可靠的芯片和元器件，进而设计出最合理的硬件电路，通过实验随时对电路图进行修改，最终调试无误。

3.1 单片机的选择

采用52 单片机作为主控制器。它是一种低功耗、高性能CMOS 8 位微控制器，具有8K 系统可编程Flash 存储器。STC89C52 单片机价格适中，应用广泛，且运算速度较高。本系统不需要复杂的逻辑功能，对数据处理速度的要求也不是非常高，STC904516RD 的I/O 口、定时器/计数器、中断逻辑等资源足以满足设计要求。

3.2 显示器方案的选择

采用LCD 液晶显示。优点是显示信息非常丰富，可以很容易的显示数字和英文字符。占用I/O 口资源较少，不需要循环扫描，节省了程序开销，耗电量低。作为人机交往互主界面，给使用者提供高效的显示界面。可以完全满足系统要求。

3.3 温度传感器的选择

DS18B20 温度传感器。特点:使用电压范围宽(3.0 V～5.5 V)，在寄生电源方式下可由数据线供电。独特的单线接口方式可实现微处理器与DS18B20 的双向通信。支持多点组网功能，多个DS18B20 可以并联在唯一的三线上，实现组网多点测温。负压特性，芯片不会因为电源极性接反而发热烧毁，只是不能正常工作。分辨率高反应速度快适用范围广。具有长期的使用寿命和可靠的稳定性。