基于物聯網的智能魚缸投食系統設計

陳帥華

（重慶城市職業學院 重慶永川 402160）

隨著互聯網的發展，人們獲取信息的渠道越來越多，對觀賞魚的飼養愈加專業，因此傳統的魚缸已經不能滿足當前熱帶魚飼養的需要。雖然，當前市場上具備溫度調節、制氧、喂食等功能的魚缸非常多見，但大多數魚缸都是非智能的，不能根據具體情況進行控制，只是一個整體的控制系統，因此，需要設計一款針對魚缸的水溫、光照、水質等環境數據參數進行檢測和控制，并且實現定時定點定量的投食功能。

一、工作原理

本作品魚缸遠程監控系統主要有四部分組成：數據采集模塊、主控模塊、執行模塊和遠程通信模塊。系統的總體構成如圖1所示。

圖1 系統總的結構方框圖

信息處理硬件設計：信息處理由CPU、存儲模塊、WIFI模塊、收發模塊和顯示單元組成。

二、系統軟件設計

（一）信息處理子系統軟件設計

為了保證系統信息采集和控制的實時性，系統每20秒鐘更新一次傳感器數據、設置的報警值、傳感器報警狀態和設備工作狀態。溶解氧傳感器顯示范圍為0.00～20.00；溫度傳感器范圍為00～80；ph值檢測傳感器的范圍是0.0～14.0；TD S傳感器顯示范圍為0～5000。當超過設定值報警，顯示部分對應位置顯示紅色；平時正常狀態顯示藍色。水流壓力值為百分數，記錄初始的水流量（默認為最大值），采集系統工作的實時流量與初始值進行百分比計算，范圍0%～100%。氣流量傳感器：記錄初始的氣流量（默認為最大值），采集系統工作的實時流量值與初始值進行百分比運算，范圍0%－100%。水流、氣流、水位、漏水、停電顯示狀態，當超過設定值，報警狀態顯示部分對應位置顯示紅色，平時正常狀態顯示白色。圖2所示按鍵設置界面為總菜單，具體設置兩級界面。觸摸界面可以選擇添加，TFT液晶屏實時顯示傳感器采集的值，并在指定范圍內顯示，達到對應的精度。報警值可以通過按鍵或觸摸屏方式設置，四個按鍵分為：設置、加、減、確定按鍵。長按設置按鍵，進入設置界面，通過加、減鍵可以選擇：“溫度/溶解氧/ph值檢測/TDS/OPR報警參數設置”“氣流量／水流量報警參數設置”“系統時間／定時時間設置”“GPRS網絡設置”“換水水量設置”。選擇“確定鍵”可以進入對應的設置界面。

（二）自動換水系統軟件設計

系統在設定的換水時間且水位高于最高閾值，或PH值檢測低于下限值且水位高于最低閾值，或TDS高于上限值且水位高于最低閾值，三種情況都可啟動自動換水程序。先啟動排水，至水量達到設定值或低于下限閾值開始加水，至水位高于最高閾值停止加水。如用戶設置的換水量不足，引起了PH值檢測下降到了設定的下限值，或TDS上升到了設置的上限值，系統會短信提醒用戶進行強制換水，或提高換水量設定值。

三、結論

如圖2是作品的實物，最后進行驗證及性能分析，結果表明，相比于傳統魚缸，文章提出的針對魚缸的水溫、光照、水質等環境數據參數進行檢測和控制，智能魚缸性能穩定，更適合人們的需求。

圖2 手機終端監控圖