水族箱智能控制及監(jiān)控系統(tǒng)研究計(jì)

李娜

【摘要】以STC89C52單片機(jī)為主控制器件，針對(duì)現(xiàn)階段常見(jiàn)的水族箱的各種常見(jiàn)缸體進(jìn)行控制分析設(shè)計(jì)，并進(jìn)行了簡(jiǎn)單的監(jiān)控。

【關(guān)鍵詞】單片機(jī)；智能控制；水族箱；監(jiān)控

隨著人們生活水平的不斷提高，水族箱已經(jīng)開(kāi)始進(jìn)入不少家庭，美輪美奐的觀賞魚(yú)讓人醉心不已，在工作之余給人帶來(lái)無(wú)比寬松舒適的美感。但人們不可以時(shí)刻地調(diào)控著水族箱，這也就蘊(yùn)育而生了水族箱控制系統(tǒng)，市場(chǎng)上常見(jiàn)的水族箱，大多都是不同廠家的產(chǎn)品作合在一起，開(kāi)關(guān)容易失效，壽命短，這些設(shè)備又是獨(dú)立工作的，缺乏統(tǒng)一的布線和集中控制，對(duì)魚(yú)類水草的生長(zhǎng)，養(yǎng)殖極為不利，加上由于工作原因外出或者對(duì)所養(yǎng)魚(yú)種的相關(guān)專業(yè)知識(shí)的欠缺而造成的水質(zhì)變化甚至所養(yǎng)寵物的死亡屢見(jiàn)不鮮。因而一種較全面的具有提醒指導(dǎo)意義的生態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)是非常有必要的，它可以將養(yǎng)魚(yú)的種種比較瑣碎的控制在上位簡(jiǎn)單的實(shí)施，并且可以對(duì)觀賞魚(yú)養(yǎng)殖過(guò)程中常見(jiàn)的問(wèn)題進(jìn)行簡(jiǎn)單的技術(shù)指導(dǎo)。本控制器針對(duì)以上弊端，采用盛群HT46R46為核心，利用溫度傳感器，液位器以及各種燈制作了一款智能控制器，并針對(duì)不同的缸體進(jìn)行了簡(jiǎn)單的監(jiān)控設(shè)計(jì)。

一、水族箱智能控制

水族箱的智能控制系統(tǒng)采用小型單片機(jī)控制，主體采用STC89C52單片機(jī)為控制中心，連接各種傳感器（主要包括溫度傳感器，液位控制器、造流控制器，pH計(jì)、ORP電極探頭、硬度傳感器等）以及各種執(zhí)行器件（主要包括電加熱棒、增氧器、水泵、加藥器、滴定泵、燈光、蛋白質(zhì)分離器、投餌器、造流機(jī)、二氧化碳增加器、過(guò)濾泵等）。控制部分主要包括控制3個(gè)單元，這3個(gè)單元跟上位機(jī)的監(jiān)控系統(tǒng)是一一對(duì)應(yīng)的：1溫度控制單元，連接的傳感器為溫度傳感器，執(zhí)行器件為電加熱棒等，根據(jù)所養(yǎng)魚(yú)種的不同選擇不同的溫度控制，在單片機(jī)的控制系統(tǒng)中將控制程序預(yù)先設(shè)定好；2光照控制單元，連接的執(zhí)行器件為燈光，該單元主要針對(duì)對(duì)光照條件要求較高的水族箱，可以根據(jù)不用的情況預(yù)設(shè)不同的光照條件；3水質(zhì)控制單元，連接的傳感器主要有造流控制器，pH計(jì)、ORP電極探頭、硬度傳感器等，執(zhí)行器件主要有增氧器、水泵、加藥器、滴定泵、燈光、蛋白質(zhì)分離器、投餌器、造流機(jī)、二氧化碳增加器、過(guò)濾泵等，實(shí)時(shí)根據(jù)水質(zhì)的變化及時(shí)調(diào)整各種執(zhí)行器件的運(yùn)行情況，尤其是加藥器內(nèi)的藥物根據(jù)水質(zhì)的變化以及飼養(yǎng)魚(yú)種的情況及時(shí)的進(jìn)行調(diào)整。

接通電源開(kāi)機(jī)運(yùn)行后，如果水族箱內(nèi)有水草，光照控制單元按照?qǐng)D1-1所示的時(shí)序圖開(kāi)始工作。溫度測(cè)量和控制模塊，主要用于各種養(yǎng)殖種類的溫度控制，溫度傳感器采用NTC溫度探頭，具體技術(shù)參數(shù)：標(biāo)稱阻值：R25（25cC）：（常用）1.5K，2K，5K，10K，20K，30K，47K，50K，100K，200K，500K等，阻值精度：+/-1%，+/-2%，+/-3%，B值R25/50：（常用）3435K，3600K，3950K，3990K，4100K，4200K等，B值精度：+/-1%，使用溫度范圍：-40℃～+150℃，耗散功率系數(shù)：>=5 mW/℃（靜態(tài)空氣中），最大額定功率：45row，電阻溫度系數(shù)：-2～5%/℃。具體控制要求為：

單混水草淡水混養(yǎng)缸：溫度控制25℃，全天喂食一次，加肥1次，過(guò)濾常開(kāi)，燈光：嚴(yán)格按照?qǐng)D一時(shí)序控制；

普通魚(yú)缸（淡水）：溫度控制26℃，全天喂食2～3次，過(guò)濾：喂食時(shí)間斷，燈光：普通照明即可；

熱帶魚(yú)：溫度控制28～30℃，全天喂食2～3次，過(guò)濾：喂食時(shí)間斷，燈光：普通照明即可。

二、水族箱監(jiān)控系統(tǒng)研究

與單片機(jī)控制系統(tǒng)相連接的電腦終端上的監(jiān)控系統(tǒng)主界面包含9個(gè)控制單元：淡水水草系統(tǒng)、淡水小型魚(yú)系統(tǒng)、淡水大型魚(yú)系統(tǒng)、淡水混養(yǎng)系統(tǒng)、海水礁巖系統(tǒng)、海水純魚(yú)系統(tǒng)、海水軟體珊瑚系統(tǒng)、海水硬骨珊瑚系統(tǒng)、海水混養(yǎng)系統(tǒng)，每個(gè)系統(tǒng)都含溫度控制單元、光照控制單元和水質(zhì)控制單元。每個(gè)控制單元都包含淡水水草子系統(tǒng)、淡水小型魚(yú)子系統(tǒng)、淡水大型魚(yú)子系統(tǒng)、淡水混養(yǎng)子系統(tǒng)、海水礁巖子系統(tǒng)、海水純魚(yú)子系統(tǒng)、海水軟體珊瑚子系統(tǒng)、海水硬骨珊瑚子系統(tǒng)、海水混養(yǎng)子系統(tǒng)等9個(gè)（如圖3所示）。每個(gè)子系統(tǒng)的界面都有本控制單元所有的連接的傳感器和執(zhí)行器件，可以在監(jiān)控界面上對(duì)所有的執(zhí)行器件進(jìn)行控制，這樣可以有效的實(shí)現(xiàn)下位較瑣碎的操作。針對(duì)不同的子系統(tǒng)其具體控制要求不同，監(jiān)控系統(tǒng)還為每個(gè)子系統(tǒng)提供了專業(yè)的提醒：喂食提醒、光照提醒、水質(zhì)控制提醒，系統(tǒng)使用者如果需要長(zhǎng)時(shí)間外出，可以設(shè)置自動(dòng)控制或者遠(yuǎn)程控制，這樣可以有效的避免長(zhǎng)期無(wú)人管理造成的水質(zhì)變化。

三、總結(jié)

現(xiàn)階段盡管有很多已經(jīng)較為成熟的水族箱控制器，但是這種帶有專業(yè)技術(shù)指導(dǎo)以及監(jiān)控的綜合水族箱控制系統(tǒng)較少見(jiàn)，經(jīng)過(guò)筆者自己的實(shí)踐運(yùn)行，效果較好，相信會(huì)引起相關(guān)觀賞魚(yú)愛(ài)好者的興趣。