全自动智能水族箱及其系统设计

“西华杯”大学生科技创新项目申报书 3 / 10基本信息申请人信息姓名夏兴洋性别男出生年月199410民族彝学院电气与电子信息学院年级专业2014级电气工程及其自动化学历本科联系电话18482163530电子邮箱2435336917@qqcom曾参研项目项目名称项目编号资助类别摘要（限400字）喜爱宠物是人类的天性，尤其是玲珑可爱，绚丽多姿的热带观赏鱼，养鱼不仅可以放松心情还可以陶艺琴操。但是据我调查得知，社会上喜爱养鱼的人非常多，但是真正养鱼的人却很少。养鱼管理困难、个人工作忙，或者根本不会养鱼，都使得大量的人群望而却步。我们的产品正是解决这一难题的绝佳妙方。在系统方面，我们使用32位的嵌入式处理器，科学合理的传感器，人性化的嵌入式人机操作界面，配上优秀的算法与程序设计使得，整个系统可以独立运行，提供给您的鱼儿最佳的生存环境。同时又可以通过监控端的摄像头图像实时监控鱼儿的一举一动。在硬件结构方面，我们的水族箱使用了，分成结构设计，还有模拟潮汐水位变化，可以创造出多样化的水域环境，尤其是底层的隔栅设计，使得鱼儿的排泄物及水中的各种不溶物，直接沉到了底层，在底层又可以快速被其它生物分解，加上完整的水循环及过滤系统，保证了水质澄清。

“西华杯”大学生科技创新项目申报书 5 / 10报告正文（4000-8000字）1、项目的立项依据（附主要参考文献目录） 全自动智能水族箱是智能家居的一个重要分支，对于全自动智能水族箱的研究，包括其箱体结构、软件系统、硬件系统、生态系统等。虽然只能把家居技术在我国发展迅速，但真正有关于智能水族箱的研究却很少，主要是其控制难度大，不易把握鱼儿的最佳生存条件，还有没有建立起各个不同种类鱼的数据库，以提供系统调用，以及各种防病害生物技术。为了使智能水族箱走上市场，成为各养鱼爱好者的有效助手，我们团队从各个层面对水族箱进行了科学合理的设计，使得水族箱可以脱离人的精心管理，也可以独立自主的进行工作，保证鱼儿的最佳生存条件。首先，从水族箱系统结构来说，我们采用了分层结构设计，划分不同的层次，可以满足不同鱼种对水层的需求，加上模拟潮汐功能，同时也等于增加了鱼儿的活动空间，在顶层设计的造浪装置，既可以增加不同水层的水层交换，保证水中的溶解氧含量，也可以增加鱼的运动量，使其得到锻炼，增强体质。还有底层的隔栅设计，使得鱼的排泄物及水中的各种不溶物，都直接沉淀到底层，在底层我们放养了其它分解类生物，又可以将其快速分解，从而很高效地保证了水质问题。有句俗话叫做，养鱼先养水。可见水的好坏，对鱼的健康成长有多大影响，在这方面，我们团队设计了一个物美价廉的水循环系统，使用多个3~5L的纯净水瓶经过巧妙的结构改造，再加上我们精心配制的消化细菌，过滤棉、气孔石头等，另外配备了一个合适功率的静音电机，做水泵，使得浑浊的水质，可以快速得到净化，此外还可以出去水中富含的有机物。在硬件系统方面，我们在用了夏普红外测距模块用于水位测量，使用温湿度传感器测量水族箱外面的环境条件，用以做算法预参数，箱内采用改造过的Ds18b20测量水中温度，采用MQ-3测量水族箱内的氨气浓度，用于判断水质状况的条件，使用红外对管测量水中的澄清度，用于水质评判的又一标准，尤其大多数热带观赏鱼对水温的要求很高，我们在水族箱内也配备了恒温水棒。在水族箱外面，使用了一个配有摄像头的循迹机器人，可以把摄像头数据实时传输回监控端，自动投食使用了一个舵机控制以及外加机器手臂配合。在软件方面，我们使用了嵌入式的操作系统技术，可以随时监控与手动调节水族箱内的各种参数，配上Zig bee、WIFI技术以及上位机的综合使用，再加上优质算法以及程序设计，可以整个系统高效运行。参考文献目录：[1]刘火良,杨森STM32库开发实战指机械工业出版社2013[2]彭伟单片机C语言程序设计实训100例北京航空航天大学出版社出版2009[3]康华光主编电子技术基础模拟部分第五版高等教育出社2006[4]康华光主编电子技术基础数字部分第五版高等教育出社2006[5] 孙猛, 水处理技术[ T], 2010, 36(4)[6]胡寿松自动控制原理(第五版)[M]科学出版社2007[7]韩国栋，赵月飞，娄建安Altium Designer Winter09电路设计入门与提高化学工业出版社2009[8]黄毅, 硝化细菌对淡水水族箱水质和异养细菌数量的影响[S], 201310,