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1、word某某工程学院 自动化学院 本科毕业设计论文题 目：水族箱智能控制器设计专 业：自动化班 级：自动化122学 号：203120220学生某某：X文军指导教师：徐 开 芸 高级实验师 起止日期： 设计地点：某某工程学院 Graduation Design (Thesis)The Design of Intelligent Controller ofMultifunctional AquariumByLIU WenjunSupervised bySenior ExperimentalistXU KaiyunSchool of AutomationNanjing Institute of Te
2、chnology June, 2016 / 摘 要随着社会的开展，人们对生活质量的要求越来越高，观赏类的产品受到人们的青睐，因此智能水族箱深受消费者欢迎。在一些公共场合，观赏类水族箱起到了美化环境、提升档次的作用。本课题设计了水族箱智能控制器。根据一些常见的水族箱的问题，设计了一种以STC89C52RC为核心的单片机控制系统，通过结合传感器让水温，水位，充氧等实现智能化控制。其中实现的主要功能是：温度控制局部是结合DS18B20传感器，对温度进展实时检测，温度过低如此升温，过高如此降温；水位控制局部通超声波传感器，对水深检测，水位低了如此加水；并通过红外线遥控器进展充氧的开断控制以与参数的设置
3、；LCD1602对实时参数的显示，以与操作步骤的显示。并且分别对此系统的温度显示与控制模块，控制充氧模块，水位显示与控制模块等进展硬件电路的设计，以与软件方面的设计，从而进展结合调试形成一个完整的智能化控制系统。经过一段时间对该设备的调试与运行，实验的结果显示该设备性能稳定，操作方便，实用性教强，由于其结构控制简单，本钱较低，所以可以普与，并且适用于大多数水族箱场所。关键词：水族箱；单片机；智能化ABSTRACTWith the development of society, peoples quality of life bee increasingly demanding, ornamen
4、tal products by people of all ages, so intelligent aquarium weled by consumers. In some public places, ornamental aquarium played a landscaping to improve the grade of the role. This topic is designed aquarium intelligent controller. According to some mon aquarium problems with STC89C52RC designed a
5、 microcontroller as the core control system, through a bination of sensor lets water temperature, water level, oxygenation and other intelligent control.The main function of which is to achieve: the temperature sensor DS18B20 control section is a bination of real-time detection temperature, the heat
6、ing temperature is too low, too high cooling; water level control section through an ultrasonic sensor to detect water depth, water level is low, add water; and via infrared remote control oxygenation of breaking and setting control parameters; LCD1602 display of real-time parameters, and the proced
7、ure is displayed. And respectively of this system temperature display and control module, the control module oxygenation, hardware circuit design level display and control module, and software designs to be bined to form a plete debugging intelligent control system. After a period of missioning and
8、operation of the equipment, the experimental results show that the equipment stable performance, easy operation, practical teaching is strong, due to its control structure is simple, low cost, so it can be universal and applicable to most places aquarium.Keywords: Aquarium; Microcontroller; Intellig
9、ent目 录第一章 绪论11.1 选题背景11.2 研究与开展现状11.3 主要研究内容2第二章 总体方案设计42.1 设计要求42.2 总体方案与功能42.2.1 硬件结构框图42.2.2 功能组成与控制参数52.3 主要元器件的选取52.3.1 单片机的选取52.3.2 温度传感器的选取72.3.3 液晶显示屏的选取72.3.4 超声波传感器选取82.3.5 红外线模块的选取8第三章 硬件设计93.1 硬件总体设计思路93.2 主控制电路设计93.3 水温控制电路设计11123.5 充氧控制电路设计133.6 状态显示电路设计14143.8 红外线电路设计1516第四章 软件设计184.1
10、 软件设计方法184.2 主控制模块184.3 液晶显示模块214.4 温度控制显示模块214.5 水位控制与显示模块224.6 红外线遥控设置模块224.7 充氧设置与显示模块23第五章 设计调试中遇到的问题25255.2 水位控制与显示模块问题26305.4 显示与优化30第六章 结 论316.1 论文总结316.2 展望32致 谢34参 考 文 献35附录A：硬件设计原理图与PCB图37附录B：软件程序清单39第一章 绪论1.1 选题背景随着时代的进步，技术的更新，人们对自然环境的追求也慢慢开始有了变化，水族箱不仅仅局限于是一个供金鱼水草等动植物生存的水容器，而且还是一个小型的生态系统，
11、可以把它当做一个自然域的缩影1。如今水族进入了一个蓬勃开展的阶段，水族箱慢慢的进入了越来越多的场合当中，诸如办公室1，展览区，家庭等各种场合，已然变成了一种社会化的趋势。然而随着水族箱的普与，一些问题开始慢慢暴露出来，尤其是表现在上班族照看的场合当中，由于缺乏相应的专业知识以与技巧，一些水族箱会出现没人喂食，水长期没换，水中氧气不足，水位不够，水温过高或者偏低等问题。这样往往会导致水族箱生态系统的破坏以与水族生物的死亡等诸多后果。如今，市面上大局部水族箱的智能功能较单一，一般只能实现一个到两个功能的智能化控制，并不能真正起到生态系统智能化的作用，甚至因为某些原因滞后可能加速水族箱生态系统的衰败
12、。这些因素导致了局部人想利用水族箱进展放松、减压的目的难以达到，使得观赏的价值大打折扣甚至望而却步，因此诸类问题的集中，往往抑制了水族产业的开展。1.2 研究与开展现状由于经济的高速开展，百姓的生活水平的提高，人们不再仅仅满足于物质层面的温饱问题，开始了对文化等精神层次的更高追求。因此更多文化、精神等高层次物品引来了人们的关注，得到了一个飞速的开展。人们对身边的住宿环境，工作环境也开始有了新的追求。在这种形式下，观赏性建筑，和物品，休闲养生类等迎来了一个开展的黄金时机，得到了一个井喷式的开展。当然，隶属于观赏性物品的水族行业，也同样得到了一个高速开展的黄金时机。这种好的形式下，一些投资商也瞄准
13、这块市场，因为它带来的巨大经济效益，使得人们不得不对其投入更多关注2。根据当前的调查明确，目前水族行业的产业规模每年以15.6%的速率增长，并且每年在此产业的消费已经达到了300多亿元。并且其中各类水族箱的份额就占到了接近三分之一，尤其是各种壁挂式的水族箱经历了一个爆发型的增长到一个迅速下滑的极端，然而按照现在开展的趋势，水族箱的增长又会重新回到一个稳定开展的状态，但是由于基数的庞大，所以仍是一个相当可观的行业。由于市场上对这块的重视，不少新型含有高科技含量的水族箱被研究出来，也为未来水族箱的开展带来了一个好的期望。由于中国市场的庞大，所以诸多国外行业也盯着中国水族行业。目前，全国各大生活质量
14、较高的城市：譬如北上广等一线城市，越来越多的开发商把壁挂水族作为一个亮点，来吸引顾客们的注意，从而达到更好的营销楼盘的目的。由此可见将来大局部消费者家中都会有水族身影的日子也不会太遥远了。诸多因素促使了水族行业的高速稳定开展。目前市面上存在着各种各样的水族箱，虽然水族箱的产品有很多，但是功能大多比拟单一，仅仅表现在外观和造型上，所以根本能解决的问题大都不多。传统的水族箱大多是不智能的，仅仅配备了充氧泵和抽水泵，用以更换水源和提供水族足够的氧气。由于这些产品大多是由人控制开关数，所以会由于水族数量的多少而一天进展屡次的开启和关闭操作。由于设备的经常性开关，会对设备造成巨大的损耗，这样不仅会减短设
15、备的使用时间，还会大量的浪费资源。因此市面上开始出现了各种单一的智能控制系统，形如智能水位循环控制，智能水温控制，智能照明控制，智能喂食控制等等各种单一的控制系统设备。但是往往一个生态系统需要多个系统的配合，所以要是一个水族箱上增加多个单一的控制设备，本钱会比拟高，水族箱整体承受的负担也比拟大，所占空间相对较多看起来比拟凌乱复杂。所以不少水族箱厂家开始争相研发多功能智能水族箱，但是由于其功能较齐全，系统性比拟完整等因素，所以造价以与售价上会比拟高。针对以上诸多因素，本次课题主要依据市面上流转的各种水族箱所存在的一些问题以与一些功能上的缺陷，设计制作了一种基于STC89C52单片机实现智能控制的系统，此系统能够实现的功能主要是对水温的自动检测与显示、对水温的恒温控制、水位的深度检测与显示并控制水位的高度以与充氧等诸多功能的智能控制设备。此设备制作价格相对实惠，功能较齐全、实用性比拟强、操作简单等，因此可以广泛适用于多种水族场合。1.3 主要研究内容本课题是基于STC89C52RC单片机的智能控制器
