机电一体化课程设计--智能鱼缸设计

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1、 机电一体化课程设计 说明书 题目： 智能鱼缸设计 班级： 机电一体化 11-9 班 组长： 组员： （按拼音先后排序） 二一四 年 十 月 课程设计 I 摘摘 要要 随着社会的发展和人们生活质量的提高，越来越多的人喜欢饲养观 赏鱼。但如果由于某些原因忽视了对观赏鱼的照顾，观赏鱼则有可能因 饥饿或鱼缸内生态环境变坏而死亡。因此，设计一款智能鱼缸系统是非 常必要的。 本文设计了一款基于单片机的智能鱼缸系统。本设计选用 Arduino UNO 单片机作为自动喂养系统的控制核心，用传感器采集鱼缸内的环境 参数。经数据处理后，单片机向各执行机构传送控制信号，实现自动喂 食和对鱼缸内温度、水位等环境因素

2、的自动控制，从而为观赏鱼创造一 个良好的生存环境。本设计采用了模块化的设计方法，主要包括主控芯 片模块、喂食器模块、温度控制模块、水位控制模块和换水模块。本设 计集众多功能于一身，具有结构小巧，操作简便，成本低廉等优点，可 以广泛应用于观赏鱼的饲养。 关键词：自动喂食器结构；单片机；传感器；自动控制；驱动电路；C 语言 课程设计 II 目目 录录 摘 要 . I 目 录 . II 第一章 绪 论. 1 1.1 研究目的 . 1 1.2 国内外研究现状 . 1 1.3 研究的主要内容和目标 . 1 第二章 模块方案选择与论证 2 2.1 硬件框图 . 2 2.2 主控芯片模块 . 2 2.3 温

3、度测量模块 . 3 2.4 水位检测模块 . 3 2.5 喂食器模块 . 3 2.6 换水模块 . 4 2.7 显示模块 . 5 第三章 各模块的具体设计 7 3.1 控制模块 . 7 3.2 温度测量模块 . 7 3.3 水位检测模块 . 8 3.4 电机模块 . 9 3.5 喂食器模块 . 12 3.6 显示模块 . 14 第四章 系统原理图 15 第五章 结 论 18 5.1 设计总结 . 18 5.2 创新点 . 错误错误!未定义书签。未定义书签。 参考文献 . 17 附录 18 课程设计 1 第一章第一章 绪绪 论论 1.1 研究目的研究目的 随着社会的发展和人们生活质量的提高，越来

4、越多的人喜欢饲养观赏鱼。它在 美化我们生活环境的同时，给我们带来了视觉上的美感和身心享受。但人们不可能 每时每刻都控制好鱼类的生活环境，如果由于某些原因长时间忽视了对观赏鱼的照 料，观赏鱼则有可能因饥饿或生态环境变坏而死亡。因此，设计一款智能鱼缸系统 是非常必要的。 1.2 国内外研究现状国内外研究现状 目前市场上的鱼缸系统功能比较分散，往往只能实现某个功能，如过滤功能， 增氧功能，加热功能等，而且大多需要人工操作，自动化程度不高。喂食器部分主 要采用以定时电路为控制核心的单次间歇式喂养系统，喂食器每次喂食都需要重新 设定，且定时不准确，投料不均匀，可靠性差，喂食与间歇时间设置不合理，易浪 费

5、饵料，这些都无法满足观赏鱼自动喂养的功能要求。倘若同时安装各种功能不同 的设备，又会使系统结构复杂，增加成本，影响美观，而且也缺乏彼此功能的协调 性。 现在越来越多的人们开始注重生活环境的改善，水族箱便进入了人们的视线， 许多宾馆、展会、写字楼等都摆上了水族箱来美化环境，应用于水族箱的观赏鱼自 动控制系统应运而生，由于水族箱一般体积较大，而且该自动喂养系统嵌入在水族 箱的橱柜内，不可分离，使自动喂养系统移植性差，无法应用于小型的观赏鱼鱼缸 上。智能鱼缸系统在市场上还基本处于空白，基于这个市场空白，本文设计了基于 单片机的自能鱼缸系统。 1.3 研究的主要内容和目标研究的主要内容和目标 本设计选

6、用 Arduino UNO 单片机作为自动喂养系统的控制核心，加上外设备组 成单片机最小系统，用传感器采集环境参数，输入单片机处理，单片机控制各执行 机构实现自动喂食，水温自动控制，水位自动控制，力求系统集成化高，结构小巧， 操作简单。 设计思路大体为：设计方案的选择，机械结构的设计，程序的编写，电路设计， 修改校核，撰写说明书和总结。 本设计所要达到的预期目标： 1. 可以定时投掷颗粒状饵料 2. 可以实现水温的自动控制 3. 可以实现水位的自动控制 4. 可以实现定时换水 5. 可以实时显示参数设置数据 课程设计 2 第第二二章章 模块方案选择模块方案选择 2.1 硬件框图硬件框图 喂养系统硬件框架图 2.2 主控芯片模块主控芯片模块 采用 Arduino UNO 作为主控制芯片，该芯片有足够的存储空间，可以方便的在 线 ISP 下载程序，能够满足该系统软件的需要，该芯片提供了两个计数器中断，对 于本作品系统已经足够，采用该芯片可以比较灵活的选择各个模块控制芯片，能够 准确的计算出时间，有很好的实