当前位置:首页 > 工业控制 > 《机电信息》
[导读]摘要:为满足热带鱼的饲养要求,设计了一种基于AT89C52单片机的小型智能温控鱼缸系统。该系统利用DS18B20传感器检测水温,并通过测量温度与设定温度的对比控制加热装置的通断。现详细介绍了鱼缸系统的各部分硬件构成以及控制部分的程序设计,仿真软件模拟的结果证明该设计能够达到预期效果。

引言

随着科学技术的不断发展和国民生活水平的不断提高,消费者需求的差异性趋势愈发明显。传统的鱼缸由于在体积、售价、保养成本以及适用品种等方面的相对劣势,其市场份额逐渐被更小型的观赏鱼缸所占据。目前市场上的观赏鱼缸通常具有保温、过滤、制氧和投食等功能,但往往是各自独立的非智能化整体控制系统。该系统从温度控制入手,利用单片机收集处理水温传感器的检测数据,并根据具体情况决定加热器以及报警电路的开启和关闭,形成一套完整的智能鱼缸温控系统。

1系统功能与总体结构

市场上的观赏鱼种多是热带鱼,水缸温度是其生长的关键因素之一。以月光鱼为例,其适宜的生活温度为18~25℃,在水温高于30℃或者低于10℃的环境中也可短期存活。因此,当传感器检测到水体温度超出10~30℃的温度区间时,报警系统开始工作,指示灯点亮,蜂鸣器开启。当水体温度处于正常区间时,系统默认的初始控制温度在20℃,另设有增温与减温的按键,方便用户以人工调节温度的方式来适应月光鱼的不同生长阶段。为满足设计功能要求,智能鱼缸应由按键模块、温度检测模块、控制模块、报警模块、加热模块以及显示模块构成,系统整体结构框图如图1所示。

2硬件电路设计

2.1控制模块设计

智能鱼缸采用的核心控制芯片为AT89C52单片机,该型号的单片机具有成本低廉、性能可靠和兼容性好等优点,在市场上得到了广泛应用。其内部集成8kB的ROM空间,足够支持智能鱼缸系统的程序编写,并且提供40个引脚与外部电路相连,满足系统性能的扩展需求。本次设计中涉及到的单片机主要引脚及其功能如表1所示。

2.2温度检测模块设计

智能鱼缸采用的温度检测传感器为DS18B20温度传感器。该型号的温度传感器采用导热性高的密封胶灌封,因而具有灵敏度高和延迟度小等优点,同时其测量温度范围较大(-55~+125℃),满足系统功能需求。由于DS18B20采用了"1-wire"单线技术(即在1根I/O线上读写数据),因此传感器与外部电路的连接较为简单(图2),但同时也对读写的数据位提出了严格的时序要求。

2.3加热模块设计

本次设计选择的加热器件为单U型加热管,其额定工作功率为2kw,经测量满足鱼缸水体加热要求,同时其长度为250mm,宽度为50mm,尺寸符合鱼缸设计要求。由于加热器的额定工作电压为市电(220V),远高于单片机的驱动电压(5V),因此U型加热管的通断电由继电器电路控制。

2.4按键模块设计

按键模块由3个按键构成,分别起到系统复位、升高温度和降低温度的功能。由于机械按键都会产生抖动的现象,所以需要特定设计来消除抖动带来的系统误动作。常规的消抖手段有硬件消抖和软件消抖两种,出于简化电路结构方面的考虑,本设计采用的是软件消抖的方式,即在单片机模块中加入延时程序,只有在延时的前后都检测到同一高电平才表明按键被按下。

2.5报警模块设计

本设计采用的报警电路如图3所示,主要由三极管、蜂鸣器和指示灯组成。当温度传感器检测到温度超出10~30℃的区间时,单片机I/O口输出电流,在上拉电阻的作用下使三极管导通,蜂鸣器和指示灯得电示警。

2.6显示模块设计

显示模块主要由4位共阳极数码显示管构成。当水体温度正常时,数码管的前两位分别显示鱼缸水温值的十位数值和个位数值,后两位则显示小数点之后的温度值。当示警电路接通时,若温度过高,则数码管首位显示字母"H",若温度过低,则数码管首位显示字母"L"。

3软件程序设计

本次设计系统除了控制主程序之外,还有报警子程序、按键子程序、继电器子程序、延时子程序和显示子程序等,程序设计流程如图4所示。

4结语

本次设计利用Keil软件进行单片机编程,并且借助Proteus软件进行仿真模拟,其模拟结果符合预期设想。该设计结构简单,功能完整,控制方便,既节省了鱼缸的空间,又满足了用户饲养热带鱼宠物的爱好。由于采用了单片机控制,系统还有更大的扩展空间,如增加食物投放功能和水体含氧量智能控制等。

本站声明: 本文章由作者或相关机构授权发布,目的在于传递更多信息,并不代表本站赞同其观点,本站亦不保证或承诺内容真实性等。需要转载请联系该专栏作者,如若文章内容侵犯您的权益,请及时联系本站删除。
换一批
延伸阅读

9月2日消息,不造车的华为或将催生出更大的独角兽公司,随着阿维塔和赛力斯的入局,华为引望愈发显得引人瞩目。

关键字: 阿维塔 塞力斯 华为

加利福尼亚州圣克拉拉县2024年8月30日 /美通社/ -- 数字化转型技术解决方案公司Trianz今天宣布,该公司与Amazon Web Services (AWS)签订了...

关键字: AWS AN BSP 数字化

伦敦2024年8月29日 /美通社/ -- 英国汽车技术公司SODA.Auto推出其旗舰产品SODA V,这是全球首款涵盖汽车工程师从创意到认证的所有需求的工具,可用于创建软件定义汽车。 SODA V工具的开发耗时1.5...

关键字: 汽车 人工智能 智能驱动 BSP

北京2024年8月28日 /美通社/ -- 越来越多用户希望企业业务能7×24不间断运行,同时企业却面临越来越多业务中断的风险,如企业系统复杂性的增加,频繁的功能更新和发布等。如何确保业务连续性,提升韧性,成...

关键字: 亚马逊 解密 控制平面 BSP

8月30日消息,据媒体报道,腾讯和网易近期正在缩减他们对日本游戏市场的投资。

关键字: 腾讯 编码器 CPU

8月28日消息,今天上午,2024中国国际大数据产业博览会开幕式在贵阳举行,华为董事、质量流程IT总裁陶景文发表了演讲。

关键字: 华为 12nm EDA 半导体

8月28日消息,在2024中国国际大数据产业博览会上,华为常务董事、华为云CEO张平安发表演讲称,数字世界的话语权最终是由生态的繁荣决定的。

关键字: 华为 12nm 手机 卫星通信

要点: 有效应对环境变化,经营业绩稳中有升 落实提质增效举措,毛利润率延续升势 战略布局成效显著,战新业务引领增长 以科技创新为引领,提升企业核心竞争力 坚持高质量发展策略,塑强核心竞争优势...

关键字: 通信 BSP 电信运营商 数字经济

北京2024年8月27日 /美通社/ -- 8月21日,由中央广播电视总台与中国电影电视技术学会联合牵头组建的NVI技术创新联盟在BIRTV2024超高清全产业链发展研讨会上宣布正式成立。 活动现场 NVI技术创新联...

关键字: VI 传输协议 音频 BSP

北京2024年8月27日 /美通社/ -- 在8月23日举办的2024年长三角生态绿色一体化发展示范区联合招商会上,软通动力信息技术(集团)股份有限公司(以下简称"软通动力")与长三角投资(上海)有限...

关键字: BSP 信息技术
关闭