arduino的智能鱼缸系统设计
摘 要 进入21世纪之后，人们的生活品质已经和以前有了很大的不同。因为经济水平的提高和科技的飞速发展，人们的价值观和消费观有了非常大的改变。列如在对生活环境的追求上，现在的人们更希望处在空气清新、环境优美的氛围里。因此，装饰行业得到了大力的发展。观赏类鱼缸也属于装饰品的一种，所以现在越来越多的观赏类鱼缸被放置在家居所或及酒店、宾馆、商场等公共场所。因为很多的观赏性鱼缸的日常养护都需要人为的进行手工操作，这就给很多人带来了不便，有的人没有时间进行日常养护，有的人会经常忘记养护，这些都会造成经济损失。通过研究和分析市场上现有观赏鱼缸，本文设计了一种智能鱼缸系统对鱼缸实行智能化管理。因为目前市场上很多智能鱼缸都有缺点，比如价格昂贵，安装困难，功耗较大，所以大部分用户无法使用智能化的鱼缸，只能使用手动的方式进行喂养和换水，而且取得的效果也大都不太令人满意，这就无法体现时代的进步，用户也得不到满足。Arduino是新时代的产物，它可以满足人们对发明设计实物的需求， 本文就是以Arduino 为基础，再结合其他的各种传感器，先采集鱼缸内的各种环境参数，输入到Arduino里后，将这些参数经过数据处理后，输出到下面各个执行器件中，实现对水温和水位的控制。这样既实现了对鱼缸的智能化管理，又减轻了人们的负担。本设计采用了模块化的设计方法，根据水的温度、水位等参数划分为几个不同的模块。本文设计出的智能鱼缸具有体积小，价格便宜，功能全面等优点。
目 录
第一章 绪论1
1.1选题背景1
1.2国内外研究现状及发展趋势1
1.3研究的主要内容和目标2
1.4相关参数分析2
1.4.1水温2
1.4.2水位2
1.4.3光照量3
第二章 智能鱼缸系统的总体设计4
2.1概述4
2.2设计要求4
2.3智能鱼缸系统的功能组成4
2.4系统控制参数4
2.5主要元器件的选择4
2.5.1单片机的选择5
2.5.2温度传感器的选择7
2.5.3液晶显示屏的选择8
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
2.5.4时钟芯片的选择9
2.5.5光耦合器件的选择9
第三章 系统硬件电路设计11
3.1单片机控制模块电路设计11
3.2时钟模块电路设计11
3.3温度检测模块电路设计12
3.4液晶显示模块电路设计13
3.5继电器控制模块电路设计14
3.5.1控制水泵15
3.5.2控制加热15
3.5.3控制灯光15
系统软件设计16
4.1主程序代码16
4.2温度检测模块程序17
4.3时钟模块程序17
4.4液晶显示模块程序17
结束语18
致谢19
参考文献20
附录A21
附录B24
附录C25
附录D30
第一章 绪论
1.1选题背景
21世纪以来，人们的物质生活水平得到了提高，主要是人们的消费观念和以前相比有了巨大的变化，导致了消费档次和消费水平的提高。因此，人们对生活环境的要求变得越来越挑剔，开始大力种植绿色植物，保护动物，关闭不合格的工厂等。对于那些长期待在高楼大厦中的人来说，由于工作压力大，作息不规律，休息时间少，娱乐活动大多数也是待在室内，这样的人处于亚健康状态，继续放松一下精神，陶冶陶冶情操。因此，装饰行业得到了大力的发展。人们可以将一些绿色植物装饰在床头、办公桌上、门口等，可以近距离感受大自然的气息，也可以买一些家养小动物或是买一个鱼缸放在眼前，这样可以近距离感受生命的活力，放松人们疲惫的神经，改善人们的生活品质。智能鱼缸就是在这种情形下得到人们的青睐。
“鱼缸”也叫“水族箱”。“水族箱”在150年前被英国人发明，当时的水族箱只是一个用于培养各种动植物的蓄水容器，但是发展到21世纪之后，此时的水族箱早已不是当年的水族箱了。由于单片机技术的成熟和其他各种传感器的发明，水族箱完全可以称为是大自然的一个缩影，因为水族箱内的环境通常是一个完整的生态系统，可以达到生态平衡。而且，现在的水族箱也得到了普及，以前的水族箱一般被用于展览厅、公园等公共场所给大家欣赏，但是现在家家户户都可以拥有水族箱。近些年来，人们非常的喜欢用鱼缸养金鱼等鱼类，但是由于大部分人缺乏养护的技术或者缺乏养护时间的原因，通常导致鱼类的死亡和植物的枯萎。
为了解决这些问题，市场上出现了很多的设备，这些设备被用于对鱼缸的管理，像过滤器、加热器、加氧泵等。虽然这些设备可以解决一些问题，但是由于产品种类多，无法保证质量是否合格，而且这些设备有很多不同的功能，无法达到统一，最重要的是大多数都是非智能化的。
因此，本篇论文设计了一个集多种功能于一身的智能化的鱼缸。
1.2国内外研究现状及发展趋势
21世纪以来，装饰行业的发展蒸蒸日上，人们对物质的追求逐渐减少，对精神的追求越来越高，这与人们的物质生活水平很高，但精神生活却越来越少有关。该行业也正是在这种时代环境下产生发展的，并且迅速成长为一股不容小觑的新兴经济力量，被专业人士看好，有较高的发展前景。
就目前市场调查来看，水族产业每年的成长都是可观的，估计很长的一段时间里都会呈现上升趋势。
目 录
第一章 绪论1
1.1选题背景1
1.2国内外研究现状及发展趋势1
1.3研究的主要内容和目标2
1.4相关参数分析2
1.4.1水温2
1.4.2水位2
1.4.3光照量3
第二章 智能鱼缸系统的总体设计4
2.1概述4
2.2设计要求4
2.3智能鱼缸系统的功能组成4
2.4系统控制参数4
2.5主要元器件的选择4
2.5.1单片机的选择5
2.5.2温度传感器的选择7
2.5.3液晶显示屏的选择8
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
2.5.4时钟芯片的选择9
2.5.5光耦合器件的选择9
第三章 系统硬件电路设计11
3.1单片机控制模块电路设计11
3.2时钟模块电路设计11
3.3温度检测模块电路设计12
3.4液晶显示模块电路设计13
3.5继电器控制模块电路设计14
3.5.1控制水泵15
3.5.2控制加热15
3.5.3控制灯光15
系统软件设计16
4.1主程序代码16
4.2温度检测模块程序17
4.3时钟模块程序17
4.4液晶显示模块程序17
结束语18
致谢19
参考文献20
附录A21
附录B24
附录C25
附录D30
第一章 绪论
1.1选题背景
21世纪以来，人们的物质生活水平得到了提高，主要是人们的消费观念和以前相比有了巨大的变化，导致了消费档次和消费水平的提高。因此，人们对生活环境的要求变得越来越挑剔，开始大力种植绿色植物，保护动物，关闭不合格的工厂等。对于那些长期待在高楼大厦中的人来说，由于工作压力大，作息不规律，休息时间少，娱乐活动大多数也是待在室内，这样的人处于亚健康状态，继续放松一下精神，陶冶陶冶情操。因此，装饰行业得到了大力的发展。人们可以将一些绿色植物装饰在床头、办公桌上、门口等，可以近距离感受大自然的气息，也可以买一些家养小动物或是买一个鱼缸放在眼前，这样可以近距离感受生命的活力，放松人们疲惫的神经，改善人们的生活品质。智能鱼缸就是在这种情形下得到人们的青睐。
“鱼缸”也叫“水族箱”。“水族箱”在150年前被英国人发明，当时的水族箱只是一个用于培养各种动植物的蓄水容器，但是发展到21世纪之后，此时的水族箱早已不是当年的水族箱了。由于单片机技术的成熟和其他各种传感器的发明，水族箱完全可以称为是大自然的一个缩影，因为水族箱内的环境通常是一个完整的生态系统，可以达到生态平衡。而且，现在的水族箱也得到了普及，以前的水族箱一般被用于展览厅、公园等公共场所给大家欣赏，但是现在家家户户都可以拥有水族箱。近些年来，人们非常的喜欢用鱼缸养金鱼等鱼类，但是由于大部分人缺乏养护的技术或者缺乏养护时间的原因，通常导致鱼类的死亡和植物的枯萎。
为了解决这些问题，市场上出现了很多的设备，这些设备被用于对鱼缸的管理，像过滤器、加热器、加氧泵等。虽然这些设备可以解决一些问题，但是由于产品种类多，无法保证质量是否合格，而且这些设备有很多不同的功能，无法达到统一，最重要的是大多数都是非智能化的。
因此，本篇论文设计了一个集多种功能于一身的智能化的鱼缸。
1.2国内外研究现状及发展趋势
21世纪以来，装饰行业的发展蒸蒸日上，人们对物质的追求逐渐减少，对精神的追求越来越高，这与人们的物质生活水平很高，但精神生活却越来越少有关。该行业也正是在这种时代环境下产生发展的，并且迅速成长为一股不容小觑的新兴经济力量，被专业人士看好，有较高的发展前景。
就目前市场调查来看，水族产业每年的成长都是可观的，估计很长的一段时间里都会呈现上升趋势。
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