水族箱智能控制系统的设计与实现

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1、水族箱智能控制系统的设计与实现摘要：本文基于单片机技术，设计了一套基于时间控制与多线程技术的水族箱智能控制系统。通过一台arduinomega2560单片机作为系统的处理器，控制控温模块，换水模块，时间显示模块，自动喂食模块，水位控制模块等。总体基于时间控制，用时钟芯片提供整体的系统时间，系统按照预先设定好的时间顺序依次运行，除非触发中断点，否则无限循环。本控制系统功能多、成本低，能够实现对水族箱的智能控制。关键词：水族箱；智能控制；单片机；多线程中图分类号：TP23文献标识码：A文章编号：2095-

2、2163(2015-)02-DesignandImplementationofAquaticAnimalsBoxIntelligentControlSystemLIUDachuan,LIZhaohe,SUNShujie,YUANChi,ZHANGZhijia(SchoolofSoftware，ShenyangUniversityofTechnology,Shenyang110003，China)Abstract：Basedonthesinglechipcomputer,thispaperdescrib

3、edthedesignofafishtankintelligentcontrolsystembasingontimecontrolandmultithreadingtechnology.Itadoptsanarduinomega2560singlechipcomputerasaprocessorofsystemtocontroltemperaturemodular，waterchangingmodular,timedisplaymodular,waterconditionmodularandother

4、modular.Totally,thesystemisbasedontimecontrol,whichusesaclockchiptoprovidethewholesystemtime，andthesystemwillruninthepresetsequence.Unlessactuatethetriggerpoint，itwillcycleinfinitely.Thesystemhastheadvantagesofvariousfunctionsandlowcost，andalsocanrealiz

5、etheintelligentcontrolofaquarium.Keywords：Aquarium；Intelligentcontrol；Microcontrollers；Multi-thread0引言随着人们生活水平的日益提高，家用水族产业规模的年增长率达到13.8%，且有逐年递增的趋势，而现有的智能水族箱大多智能化水平低，仍需要人们投入大量精力去管理，并且价格昂贵，结构复杂，容易损坏，令保持一个适宜水族生活的环境成为一件非常耗费精力的工作。由此可见，智能水族箱的商业前景十分广阔。市面上针对水族生

6、活环境的净化和改善的设备有很多［1］,目前市场上常用的鱼缸控制系统有：过滤器、加热器、增氧泵等改善水质的设备，但是却大多是非智能化单独工作的器件，同时多个单一器件机械化的组装之后，也存在一定的资源浪费，如果仅仅把多个单独的设备组成一套多功能的鱼缸控制系统，需要投入大量费用［2］。本系统正是从智能控制的角度出发，用集成化的开发思路，集自动加热、水位加换水控制、供氧、自动喂食、定时照明于一体［3-5］。现有市场上的智能水族箱产品大多是单一工作的独立系统，仅由简单的电路控制，实现基础的控制，并不能满足市场的

7、需求。本系统以一台arduinomega2560单片机为核心，硬件设备为基础，软件控制为方式，实现对鱼缸的集中控制和管理。系统的设计是在充分分析调查现有各类水族箱控制设备后进行的，本文从系统总体结构、硬件、软件等方面进行设计与论述。1系统总体设计系统总体基于时间顺序工作，其下分为以下几个功能模块：温度控制模块，水位控制过滤模块，自动/定时喂食模块，时间显Z5模块，定时/自动照明模块，定时增氧系统等模块，如图1所示。这些子系统均受单片机控制，具有独立的信号检测输入以及模拟信号输出功能，结合单片机自身的数

8、据储存电路，复位电路，运算电路，以及数码管显示电路，共同集成成为水族箱智能控制系统。中央处理系统图1系统模块示意图Fig.lSystemmoduleschematic系统的控制对象为水族箱，目的为实现水族箱的智能控制，提供自动管理的水族箱智能控制系统，设计时涉及的参数有水面高度、水温、环境光照强度等。各种参数及其处理机制如表1所示。表1系统主要参数及处理机制Tab.lMainparametersandsystemprocessingmechanism系统