以物联网为架构之鱼缸养殖环境监测系统的设计(硬体设计与arduino程式开发)(附件)
目录
1 绪论 1
1.1 课题背景及现状 1
1.2 课题研究内容及其意义 2
2 鱼缸监控系统的总体设计以及器件选择 2
2.1 arduino的介绍 2
2.2 监控系统设计要求 3
2.3 总体设计方案 4
2.4 arduino的选取 4
2.5 温度传感器的选取 6
2.6 超声波传感器的选取 7
2.7 wifi模块的选取 11
2.8 水浊度传感器 13
2.9 时钟模块的选取 16
2.10 技术介绍 17
3 系统软件设计分析 19
3.1 arduino编程语言的选择 19
3.2 系统功能需求 19
3.3 系统模块编程及各模块测试 20
4 仿真调试 21
4.1 常见的硬件故障 21
4.2 硬件调试方法 22 *51今日免费论文网|www.jxszl.com +Q: &351916072&
4.3 系统wifi调试 22
4.4 系统软件调试 23
总结 25
谢辞 26
参考文献 28
附录:主程序代码以及测试程序代码 29
1 绪论
1.1 课题背景及现状
在现代社会经济大发展的情况下,科学技术的发展也是非常迅速,人民的物质和生活水平提升很快。人类对与自身周围环境的舒适度要求正在变得越来越高。花鸟鱼的观赏已经在这方面得到充分展现,一个鱼缸,养几条观赏鱼,已经是一个现代家庭中所必备的,在家中养观赏与主要有以下优点:
可以增加家庭中的生物圈成员数量,让人体验到付出劳动的欢乐。由于多年的计划生育政策,目前大多数城镇家庭都是父母加独生子女的格局,而父母通常会忙于工作,孩子会因为缺少玩伴而感到孤单,而将观赏鱼作为宠物在家中饲养,不仅增加丽家庭中的生物圈成员,还可以培养孩子的责任观念和劳动观念,增加生物科学知识,体验劳动的感觉,享受成功的欢乐,将人与动物的和谐构建于家庭这个社会最基础的“细胞”中。
可以改善空气状况[1]。尤其是在北方地区,因为气候较为干燥,干旱少雨,而且室内暖气,空气很是干燥,常常让人感到不舒服,而如果家中放一个鱼缸,就像放了一个加湿器一样,增加空气中的湿度。
可以美化家里的居住环境,在家中用一个鱼缸,其中载上绿色的水草,再养几条色彩斑斓,形态各异的观赏鱼,不仅使家里多了一道靓丽的风景线,同时还让家里充满了生机与活力,帮助人们消除工作或学校一天后精神的疲劳。
除此之外,养鱼也不会像养猫狗等宠物一样产生不少的垃圾,噪音,以及可能带来的各种人畜共患病。
鱼缸需要养育观赏鱼。一般人家中使用的是传统的鱼缸。然而,这种普通鱼缸在养鱼方面存在一些问题,无法实时监测鱼缸的环境,造成观赏鱼的死亡率偏高,而且生活节奏加快和人们对专业知识的缺乏。鱼缸以及水族箱环境对其中的鱼类的生存是及其重要的。针对这些问题,鱼缸的创新理念也不断提出,观赏鱼缸的环境监测也出现了一些创新想法,但是市场上的有监测功能的鱼缸价格相对较高。目前主要有两种类型的鱼缸环境监测系统:
第一种是基于单片机的鱼缸自动环境控制系统,该控制系统是以单片机为核心的,并且结合各种传感器以及外围设备达到监控的目的。
第二种是基于wifi模块的智能鱼缸监控系统,该系统是一种CortexM4微控制器为核心,基于wifi模块实现对观赏鱼缸远程监控的系统。
但这两种系统都具有成本较高的问题,用户难以接受过高价格。
1.2 课题研究内容及其意义
鱼缸是一种带有活鱼的水箱,透明且大多为玻璃状。它也可以用来养殖热带鱼或金鱼供观赏。鱼缸不仅是鱼的家,也是家庭的重要组成。完美无瑕的双层浮法玻璃不仅营造了温暖的家鱼类,同时也保证了整个居住环境的安全。鱼缸是家中不可缺少的装饰品,它是与空间的完美结合,是家庭,办公室和商业空间的灵魂。
随着科学技术的不断进步,人类在养殖观赏鱼方面的水平不断提高,鱼缸不再仅被认为是一个养鱼的工具,更是作为一个大自然的缩影,一个小型的生态系统。以前的鱼缸多是在水族馆公园的地方供人们参观,而现在的人民收入提高,生活富足,鱼缸也就普及到了大多数人的家中,深受人们的喜爱,但一般人很难有丰富的养鱼知识,难以判断鱼缸中的情况,容易造成鱼类的死亡。
针对鱼缸的监控管理的问题,目前市场上也出现了一些鱼缸环境监测系统,但是这些往往成本价格过高,难以成为一般家庭的首选。因此我把家庭鱼缸的日常监测作为本文的研究对象,通过对鱼缸的水位,温度,水浊度等进行实时监控,通过wifi将监测数据传输到电脑端,来有效的降低观赏鱼的死亡事件的发生,这对于家庭鱼缸的发展及普及和智能家居系统的发展很有价值。
2 鱼缸监控系统的总体设计以及器件选择
2.1 arduino的介绍
Arduino起源于意大利的,它是一款开源的硬件开发平台,Arduino Uno是arduino系列开发板中最为基础的一款开发板。
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