摘 要随着人们生活水平的提高，家庭养鱼也开始普遍起来，目前各类广观赏鱼缸逐渐进入家庭，由于观赏鱼对生活环境要求较高，且鱼缸的水温控制，光照强度，氧气循环需要人工手动控制，这就给人带来了很大的不便。因此设计开发一款可调节鱼缸温度，控制照明的智能鱼缸势在必行。智能鱼缸主要由STC89C51单片机、温度传感器、蓝牙模块和继电器模块构成，可以使用手机 APP 查看鱼缸当前状况，便于用户管理智能鱼缸。智能鱼缸可通过温度传感器检测水族箱中水的水温并且通过PID算法调节当前水温，且可通过继电器控制水族箱照明和气泵，用户可通过Android手机端的蓝牙串口监测鱼缸当前状况。本系统可以实现智能鱼缸功能的温度自动调节，灯光照明开关，气泵开关，蓝牙实现硬件与手机的通信，避免了家庭鱼缸需要大量精力去照料，可以通过手机蓝牙了解鱼缸状况，保证了鱼缸内适合观赏鱼生存的环境，提高了观赏鱼的成活率。
目 录
摘 要 I
第一章 前言 1
1.1研究背景 1
1.2国内外研究现状 1
1.3研究目的和意义 2
1.3.1研究目的 2
1.3.2研究意义 2
1.4全文组织结构 3
第二章 智能鱼缸系统分析 4
2.1需求分析 4
2.2功能需求 4
2.3性能需求 5
2.4硬件需求 5
2.4.1单片机选择 5
2.4.2传感器选择 5
2.4.3 LCD显示屏选择 6
2.4.4 蓝牙模块 7
2.5软件需求 7
2.5.1 PID算法 7
2.5.2程序编写软件 7
第三章 智能鱼缸系统设计 9
3.1智能鱼缸系统构架图 9
3.2单片机控制电路设计 9
3.3温度传感器 10
3.4 LCD显示电路 10
3.5 蓝牙模块 11
3.6光敏感应模块 11
3.7 继电器模块 12
 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: ^351916072* 
/> 第四章 智能鱼缸主控程序设计 13
4.1主程序 13
4.2温度传感器初始化程序 13
4.3温度转换命令程序 14
4.4 PID温度控制程序 14
4.4温度比较程序 15
4.5蓝牙模块通信功能 15
第五章 系统实现与测试 17
5.1测试类型 17
5.2硬件和软件调试 17
5.3Android手机通信测试 18
第六章 总结与展望 20
6.1总结 20
6.2展望 20
参考文献 21
致谢 22
第一章 前言
1.1研究背景
随着我国经济的发展，人民的水平不断提高，人们不再满足于枯燥的生活，想要在一天劳累的工作后，得到一些放松。因此部分人开始养殖一些动植物，在下班后看到充满活力的动物，可以得到些许的放松，在家庭中养殖观赏鱼便是其中的选择之一。当工作一天后回到家中，看到鱼缸中自由自在的观赏鱼游来游去，可以给人带来宽松舒适的感觉，同时调节了室内环境，为安静沉闷的屋内注入了一些活力，让自然的美景围绕在自己身边。
由于观赏鱼的生存条件比较苛刻，观赏鱼的养护非常不容易。因此市场上逐渐出现了一些功能简单的控制设备，例如控制温度的加热器，定时喂食等设备。但是这些功能实现都比较单一，同时购买使用较为复杂，成本较高，而且一起使用可能产生一些不良影响。因此本设计提出一款智能鱼缸设计，实现制作的低成本与功能的多样化。
1.2国内外研究现状
“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 年的英国工业博览会上,发展到现在已经有150年的历史。鱼缸在150年前对于大多数人来说是一个养动植物的容器，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。法国与德国在水族行业上有着巨大的竞争，从20世纪起，德国成为了欧洲引入观赏鱼类的重要国家。第一次世界大战后欧洲国家的家庭中都已经有电力供应，水族箱养殖观赏鱼也受到了大众欢迎。电力供应使得水族行业得到了飞速的发展，一些观赏鱼生存的环境可以人工进行实现，例如照明，水温加热，注入氧气等都成为可能。同时出现的空中运输，也使得一些地区独有的观赏鱼可以运输到其他国家养殖，也使得水族行业得到了飞速的发展[1]。据了解，现在全球有3亿多台鱼缸，5亿多消费者，消费群体十分广泛。在欧美、日本、台湾等发达国家鱼缸家庭普及率达到了20%33%。在国内，水族行业年消费增长率已超过40%[2]。目前人们生活水平和消费的提高，普通家庭也开始进行观赏鱼的养殖，不仅装饰了室内环境，也能起到怡养性情的作用。但是观赏鱼的饲养是十分不容易的，观赏鱼有十分苛刻的生存条件，因此需要科学的方法去饲养观赏鱼，否则饲养的观赏鱼很容易生病死去，在观赏鱼生存条件中最重要的就是对水温的把控，因此重要的技术要求就是水温的控制[3]，但是其他生存因素也不能忽视。由于现在水族市场上的观赏鱼鱼缸所实现的功能非常分散，每类鱼缸往往只能实现某一个功能，就像温度控制功能、光照控制功能、充氧功能等等，且大部分功能的实现都需要人工操作，需要消耗大量的时间与精力去照看[4]。但是如果同时安装不同的装置来实现多样的功能，就会使鱼缸的结构变得十分复杂，也会花费不必要的金钱，组合在一起会显的整个装置特别乱，影响鱼缸的整体美感，而且各个功能彼此间也没有协调性[5]，可能造成鱼缸的损坏。
尽管经过长时间的发展，市场上智能鱼缸的功能也在逐渐完善和增多，但市场上的价格一般都比较高，普通家庭没有能力去购买高智能的鱼缸，严重影响了智能鱼缸的推广与发展[6]。因此逐个研究鱼缸的各个功能，结合起来制作一款多功能的智能鱼缸。首先，在温度控制系统，目前大多数还是使用加热棒手动控制鱼缸内水温[7]，不仅温度精度无法准确控制，而且无法每时每刻都进行加热棒的使用，对鱼缸内水温的恒温控制造成了巨大的困难。其次鱼缸的供养也存在一些问题，如果一直充氧，可能造成电力资源的浪费。最后影响观赏鱼生存的重要因素，光照。在光照充足的白天没有必要一直打开灯光开关，会造成电力资源的浪费[8]。因此要从实际出发，设计出合理有效的调节方法。在温度控制方面，现在的PID控制调节已经成为工业生产中常用的控制方式，在整个调节过程中，通过智能调节，对参数不断的优化，去寻找调节参数的最好的形式，以达到总体的最佳的控制效果[9]。氧气控制系统，可以通过监测鱼缸内当前的氧气含量嘛，通过继电器控制气泵去增加鱼缸内氧气含量，达到一个简单控制的效果[10]。对于光照系统来说，为了节约成本和电路的设计简单可以采用光敏电阻来调节电路中电流通过，来达到调节光照强度的目的[11]。将以上所述功能结合起来设计一款多功能的智能鱼缸。

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