毕业设计论文 _多功能水族箱控制系统的设计

摘要随着人们物质生活水平的提高和对高质量生活的追求，水族等科技产品逐渐进入人们的家庭、酒店、商场等场所。然而，目前市场上水族箱的水温控制、液位控制、换水、喂食等一系列操作需要人工进行。这不仅使过程非常复杂，而且间接增加了人工成本。在分析和研究目前市场上大多数水族箱功能的基础上，提出了一种多功能智能水族箱控制系统的设计方案。该系统以STC89C51单片机为核心芯片，结合各种传感器技术，集成各种控制功能，包括水族箱恒温控制、液位控制、自动定时换水、自动投饵投饵等。并可以根据个人需要设置控制参数。本文从功能描述、元件选择、硬件电路设计和软件设计等几个方面对控制系统进行了描述。经过长时间的通电测试，系统能够将各种控制参数保持在允许的误差范围内，表明系统具有较高的可靠性。此外，该系统具有操作简便、参数实时显示的特点。同时，该系统设计灵活，结构简单，成本低廉，易于大规模生产，可广泛应用于家庭、酒店等适合水族箱安装的场所。关键词：自动控制；AT89C51单片机；水族馆；传感器技术摘要随着人们物质生活水平的提高和对高质量生活的追求，水生动物等科技产品逐渐进入人们的家庭、酒店、商场等场所。但是，目前市场上的水产动物箱的温度检测、液位控制、换水、喂食等一系列操作都需要人工进行。这不仅使过程繁琐，而且间接增加了劳动力成本。本文通过对目前市场上大多数水产动物箱功能的分析和研究，提出了一种多功能水产动物箱智能控制系统的设计方案。该系统以STC89C51单片机为核心芯片，结合了各种传感器技术，集成了多种控制功能，包括水箱恒温控制、液位控制、自动照明、自动定时换水、自动给料、给料等。并根据个人需求设置控制参数。本文简要从控制系统的功能、元件选择、硬件电路设计和软件设计等方面进行了阐述。该系统经过长时间的通电运行测试，可以将控制参数保持在允许误差范围内，这表明该系统具有很高的可靠性。此外，系统还具有操作简便、参数化、实时显示等特点。同时该系统设计灵活，结构简单，成本低廉，易于大规模生产，可广泛应用于家庭和酒店等场所的水产动物箱的安装。关键词：自动控制；系列单片机；水族馆；传感器技术目录摘要1导言1导言11.1项目背景和目的11.2国内外研究现状11.3课题的主要研究内容21.4项目研究的第3步2控制系统总体设计方案52.1系统设计方案52.1.1系统的具体功能52.1.2系统的整体硬件结构52.2主要部件的选择72.2.1系统控制器7的选择2.2.2输入和输出模块组件的选择82.3编程软件和语言工具的选择92.4本章总结103系统硬件设计113.1硬件设计概述113.2系统电源模块设计113.3控制模块电路设计133 . 3 . 1 AT89C 51单片机引脚功能介绍133.3.2 AT89C51单片机外围电路组成153.3.3 AT89C51微控制器最小系统173.4电子钟模块电路设计173 . 4 . 1 ds 1302芯片17介绍3.4.2 DS1320外部引脚功能和结构电路183.5按键和显示模块电路设计193.5.1液晶模块19的电路设计3.5.2关键模块电路设计203.6水温检测及恒温控制模块21的电路设计3 . 6 . 1 DS18B 20芯片21介绍3.6.2 DS18B20温度检测电路223.6.3水温加热控制电路设计223.7水位检测和水位控制模块23的电路设计3 . 7 . 1 HR-SR04超声波模块及其工作原理介绍233.7.2水位控制模块24的电路设计3.8自动进料控制模块253.9声光报警模块25的电路设计3.10本章概述264系统的软件设计274.1软件设计概述274.2主程序工作模块和流程图274.3阅读系统电子钟和显示器284.4按键扫描和参数设置304.5水位检测和水位控制334.5.1水位检测334.5.2水位控制344.6水温检测和恒温控制模块354.6.1水温检测354.6.2恒温控制364.7自动进料控制程序模块374.8声光报警器38的软件实现4.9本章概述385系统设置、调试和前景395.1系统调试395.1.1系统硬件调试395.1.2系统软件调试405.2创新点和应用范围405.2.1设计总结405.2.2创新405.2.3适用范围和实施效果405.3展望5.4本章概述41结论43附录A46系统46的关键部件的列表、型号和单套消耗量附录B47系统模拟示意图47谢谢你介绍随着人们物质生活和欣赏能力的提高，装饰性鱼缸等工艺品逐渐进入家庭、酒店、商场等公共场所。然而，目前市场上观赏鱼池的水温检测、液位控制、水循环、投饵等操作都需要人工操作，给人们带来很大的麻烦和不便。在分析和研究大多数水族箱控制设备应用现状的基础上，提出了一种多功能水族箱智能控制系统的设计方案。该控制系统是基于89系列单片机的家庭水族控制系统。整个系统以AT89C51单片机为核心芯片，结合传感器技术、继电器原理、C语言编程等技术，集成了恒温、自动换水、自动加料、自动水循环等多种控制功能，通过选择不同的组件，可以根据需要增加控制参数和控制成本。本文从功能设计、元器件选择、硬件电路设计和软件设计等几个方面对控制系统进行了阐述。长期运行测试表明，该控制系统运行稳定可靠，操作简便，具有多种节电工作模式。同时，该系统设计灵活，结构简单，成本低廉，易于大规模生产，可广泛应用于家庭、酒店等安装水族箱的场所。介绍1.1项目背景和研究目的随着生活水平的提高，人们对生活质量和环境有了更高的要求。因此，绚丽多彩的观赏鱼和水族馆开始进入人们的家庭生活和办公空间。它不仅能给人们带来美感，让人们体验与自然和谐相处的舒适生活，还能让人们放松心情，提高工作效率。从一开始，一个单一的动植物盛水容器就逐渐成为今天水族箱中一个比较完整的生态系统，形态多样，功能复杂，不仅反映了人们对美的重新认识和对高生活水平的追求，也反映了现代科技的创新和进步。起初，水族馆大多出现在公共场所，如展览馆和海洋公园，供每个人观看。然而，随着生活水平的显著提高，他们也受益于科学技术和水产养殖的快速发展。水族馆已经进入了普通人的家庭。近年来，以水生植物和各种鱼类为主的被称为“水中微型鱼草园”的水族馆越来越受欢迎，深受人们的喜爱。尽管人们追求如此美好的生活，但生活节奏的不断加快、劳动力成本的快速上升以及每天繁忙的工作任务都让我们感到极度疲惫。在这种情况下，原本用来让我们开心的水族馆由于主人的日常照顾而变成了令人苦恼的劳动负担。这种不可避免的矛盾为智能水族馆控制系统的诞生创造了条件。它能自动调节各种环境指标，使水族箱在没有专人看管的情况下，能保证水族箱内部环境在一定时间内达到鱼类生命指标，最大限度地降低了劳动成本和劳动负担。虽然现在越来越多的人意识到了这个问题，各种智能水族箱也相继出现在市场上，如带水温控制的水族箱、带温度控制的水族箱等。然而，由于许多水族馆是由一个单一的单位控制或功能有限，他们不能被称为控制系统或满足客户的多样化需求。因此，本文以家庭鱼缸的日常维护和鱼缸水位、水温、溶解氧的控制为基础，研究日常维护过程中的综合自动化及其应用技术，对于原有家庭水族箱的改造和传统大型水产养殖业高新技术的自动化发展具有重要的现实意义和研究价值。1.2国内外研究现状现代水族养殖始于1851年英国各国工业作品大展。由于各种科学技术和制造技术的限制，当时的水族馆在结构和功能上都非常简单。由于现代电力技术的高速发展，水族箱系统的发展也在快速推进。现在同一套控制系统如人工照明、通风、过滤、水温加热等的发明已经成为一个可以相互协调的系统。中国的水族馆控制系统起步相对较晚。随着20世纪80年代和90年代中国的改革开放，中国开始融入世界。观赏鱼水族馆，一个进口产品，也开始进入我们的生活。近年来的快速发展使其成为一股新的经济力量，引起了经济界和业内人士的关注。如今，国际水产品公司都在关注中国，许多大型外国采购公司都把中国视为一个在中国有长远目标的市场。在最初的喂养过程中，水族馆设备市场中的水族馆控制系统是相对简单的设备。例如，在控制水族箱温度时，人们使用加热棒进行加热控制。由于加热棒本身采用双金属片控温，手动控制加热棒的启停，控温精度差，无法精确加热，水温恒温控制困难。另一个例子是水族馆的氧气供应问题。由于水中溶解氧的特性，水中的氧浓度是有限的。当水中的含氧量达到一定水平时，或者当鱼缸里的鱼密度不高时，即使在夏天也没有必要一直充氧。可以使用间歇充氧和水交换。否则，再次充氧是多余的，并且必须浪费大量的电力资源。因此，电路简单，可以共享人们不必要的手动水族馆控制电路系统。水族馆中各种参数的控制也产生了相关的控制设备。例如，有自动水温控制器、自动给料器、自动灯控制器和其他独立操作的设备来控制箱中的相应参数。因此，有大量的独立控制设备，这不仅花费大量的金钱购买独立的设备，而且也不利于整个系统的运行。这些仪器集成了温度、光、进料、报警等控制功能。功能设计追求稳定可靠的性能，便于安装、调试和维护。此外，这些控制器不仅可以广泛应用于家庭观赏水族馆的维护和管理；它也适用于水产养殖业，特别是宾馆、饭店、展览馆、家庭和其他要求高的地方该系统将以ATMEL公司生产的AT89C51单片机为核心控制单元，同时结合传感器技术和检测技术，开发出一套适用于各种水族箱和各种环境，集水位控制、实时温度检测、定时投饵等多种功能于一体的智能集成控制系统。该控制系统的特点和功能是：1.功能。采用单片机控制，实现水族箱自动换水、自动投饵、自动冷