智能鱼缸控制系统设计开题报告

 2023-11-22 09:03:17

1. 研究目的与意义

嵌入式在近年飞速发展,智能家居已经深入人们的生活,并慢慢改变人们的生活。现在市场上常用的鱼缸控制系统有:换水器、加氧泵等养鱼设备,但是它们大多是非智能化的、单独工作的器件。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,需要投入的费用较大,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。该智能鱼缸系统根据当前市场上的需求从系统集成角度进行设计和开发,形成了一套自动充氧、自动换水、灯光变换和自动喂食等功能为一体的控制系统。并通过手机端设置控制参数,以及显示参数,便于用户使用。

2. 课题关键问题和重难点

需要解决的关键问题如下:

(1) 寻找适合要求的传感器。传感器是整个智能监测系统的首要环节,同时更是系统的关键部件,

它的灵敏度、测量范围等都会影响所测得数据的准确性,而数据的准确性是整个系统的基础,因此一

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3. 国内外研究现状(文献综述)

随着我们国家经济的快速发展,人民对生活质量的追求也一直在提高,人们也不再像前一代人那样的消费观念。人们追求越来越高的生活品位,导致了消费水平也在提高,家居环境的个性化、环保化也越来越受到人们的重视,同时相关的智能家居等行业相应的出现大发展之机遇。现代都市生活使人们承受着种种压力许多人需要得到精神的安慰,心底渴望怀抱大自然的宁静与和谐,饲养宠物已经成为一股经久不息的潮流。而一个生机勃勃的鱼草生活惬意的鱼缸不但可以给人们带来春季盎然的美感,更能美化居室环境,使人回归那久违的绿色,让自己重新回到大自然美景的怀抱中。在这样的新趋势下,饲养几条观赏鱼将成为新的潮流。

智能鱼缸控制系统正是在这种需求下产生的。水族箱不单单只是一个是养鱼、鱼草的水容器,它更是大自然的一个小小的缩影,是一个相对完整的小型生态系统。最近这些年,这种以水草、观赏鱼为主体的生态鱼缸被叫做“微缩鱼草园林”,人们对其非常喜爱和追捧。但是要让一个适宜水草、小鱼生活的环境长时间保持是一件费时费力的事情,很多都市人忙于工作或者迫于生活压力都没有时间照料小鱼,所以一般结局大都是水草枯死小鱼干死。所以现在出现的鱼缸水体净化和水质改善的设备有很多,目前市场上经常看见的鱼缸控制设备有:换水设备、加氧泵、喂食设备等.但是它们一般都是非智能化的、单独工作需要人工控制开关的器件。但若是把若干独立的鱼缸控制设备机械的组成一个多功能的控制设备,需要的花费是很多的,而且这些器件按装在一起之后,同时存在着电的浪费,不便于集中统一进行管理控制。对于智能鱼缸设计领域的国内外研究现状、研究方向及发展趋势,主要如下:

(1)国外的研究现状、研究方向及发展趋势:“鱼缸'又称“水族箱',水族箱一词起源于英国,水族箱饲养始于1851年的英国万国工业博览会上,沿用至今已经有150年的历史。鱼缸在150年前的定义仅是个养动植物的容器,最原始的鱼缸只一个结构简单水箱,水族箱也没有什么复杂的功能。德国与英国在这个嗜好上竞争,踏入20世纪,汉堡市成为欧洲入口新奇水族品种的港口。第一次世界大战后几乎所有家居都已经有电力供应,水族箱亦因此更广泛地受欢迎。电力的改善使水族科技得以发展,使人工照明、通风、过滤、水温加热都成为可能。空中运输的出现使更多远方的外地品种能够入口,亦使水族饲养更受欢迎。现时,估计全球有大约6千万水族喜好者。水族嗜好最强列的地区依次序为欧洲、亚洲及北美洲。在美国,大部分人(40%)同时打理2个或以上的水族箱。

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4. 研究方案

实验中设计的智能鱼缸有多种功能,我们用模块化思路来实现整体鱼缸的设计需求,该系统包括主控、按键、显示、温度、时钟和外设等七个模块。键盘模块用用来设置当前时间、投食时间和系统杀菌过滤时间;温度模块用来测量当前环境温度;单片机通过输出各种各种信号来控制外设模块作;系统的时间、温度和设置参数等数据则通过液晶模块显示出来。

在开发智能鱼缸系统的过程中,整个控制系统最核心的就是控制芯片,整个系统的信息都要发送到控制芯片,并由控制芯片来进行数据处理,因此,在开发一款控制系统时,选择一个合适的控制芯片是非常重要的。结合本系统各个方面的因素,本系统采用AT89C51单片机。AT89C51单片机是一种带4K字节FLASH存储器的低电压、高性能微型控制芯片。从对整个系统的控制能力上来说,AT89C51单片机具有32个I/O口线,两个16位定时/计数器,一个5向量两级中断结构,一个全双工串行通信口,这些功能基本能满足本系统的运行需求。从价格方面上来说,AT89C51单片机的价格比较便宜,能减少对整个系统的经济投入。因此,AT89C51单片机是本系统微芯片的最好的选择。

水质检测模块:当水中的杂质较多时,既影响美观且对鱼类的生长不利,必须定期换水。为了避免因忙碌还遗忘,系统中设计了时间功能和定时功能。单片机内部提供三个定时计数器,可以向外提供准确的时间脉冲,通过单片机编写时钟功能,进行24小时循环计时,同时设置按键,可以修改时间,设置换水周期。

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5. 工作计划

第 1 周 接受任务书,领会课题含义,按照要求查找课题相关资料;翻译相关英文资料

第 2 周 阅读课题相关资料,理解有关内容,并写出相关开题报告一份;

第 3 周 确定传感器、无线传输电路,参阅有关资料,分析调理电路的工作原理;

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