编号
毕业设计（论文）
题目基于单片机的智能
鱼缸的设计与实现
二级学院计算机科学与工程
专业计算机科学与技术
班级112030701
学生姓名李洋学号11203070314
指导教师黄贤英职称教授
时间2016.6
目录
摘要 ........................................................................................................................ I
Abstract ...................................................................................................................... II
1 绪论 (1)
1.1课题背景 (1)
1.2国内外研究现状 (1)
1.3研究目的 (2)
2 开发技术与原理简介 (4)
2.1嵌入式技术 (4)
2.2传感器技术 (4)
2.3 Android技术 (4)
2.3.1 Android智能手机平台概述 (4)
2.3.2 Android手机平台的特点 (5)
2.3.3 Android系统软件架构 (5)
3 需求分析 (6)
3.1功能需求 (6)
3.1.1系统的特点及功能描述 (6)
3.1.2系统流程分析 (6)
3.2用例分析 (7)
3.3 开发工具 (11)
3.3.1 底层硬件电路开发工具 (11)
3.3.2底层系统开发工具 (12)
3.3.3 Android客户端开发工具 (12)
4 概要设计 (13)
4.1系统总体方案与功能 (13)
4.1.1系统功能组成 (13)
4.1.2系统控制参数 (14)
4.2系统的硬件结构 (14)
4.3系统的软件设计 (15)
5 详细设计 (17)
5.1单片机系统设计 (17)
5.1.1单片机选型 (17)
5.1.2单片机最小系统设计 (18)
5.1.3详细说明 (21)
5.2温度传感器模块设计 (22)
5.2.1温度传感器选型 (22)
5.2.2温度传感器电路设计 (23)
5.3蓝牙串口模块设计 (23)
5.3.1串口技术 (23)
5.3.2蓝牙串口电路设计 (25)
5.3.3系统通讯协议设计 (25)
5.3.4系统通讯详细说明 (26)
5.4时钟模块设计 (27)
5.4.1时钟芯片选型 (27)
5.4.2时钟模块电路设计 (27)
5.5 Android客户端设计 (28)
5.5.1 Android蓝牙通信设计 (28)
5.5.2 Android界面设计 (29)
6 系统实现 (31)
6.1 底层设备软件实现 (31)
6.1.1系统软件流程图 (31)
6.1.2底层系统算法设计 (32)
6.2手机端软件实现 (35)
6.2.1手机端软件流程图 (35)
6.2.2底手机端软件算法设计 (36)
6.3软硬件设备实物图 (38)
6.3.1硬件设备实物图 (38)
6.3.2手机端软件截图 (40)
7 系统测试 (41)
7.1LED灯光变换测试 (41)
7.2检测温度测试 (42)
7.3水循环控制系统测试 (42)
7.4充氧模块测试 (43)
结束语 (44)
致谢 (45)
参考文献 (46)
摘要
近年来嵌入式发展迅速，智能家居也进入了人们的生活。智能鱼缸却没有快速发展。我根据市场上相关设备现状的分析和研究，从系统集成角度进行设计和开发，提出了一套多功能的智能观赏鱼缸控制系统的设计方案。
该控制系统以STC12C5A60S2单片机为控制核心，结合传感器技术，集多种控制功能于一体，包括检测温度、自动充氧、自动换水、灯光变换和自动喂食等，同时在系统中设计一个蓝牙通信模块，可实现对鱼缸的远程控制和管理。整个系统分为两个部分：第一部分是以STC12C5A60S2为核心的控制部分，实现对各种控制参数的设置、存储、和处理。第二部分是手机安卓部分，通过手机端APP可以对鱼缸进行实时控制、参数设置等，实现人机交互。两个部分之间采用蓝牙通讯技术，将数据信息在上位机与下位机之间交互传输。
该系统根据当前市场上的需求进行设计和开发，形成了一套自动充氧、自动换水、灯光变换和自动喂食等功能为一体的集成控制系统。同时该系统设计灵活、成本低廉，便于量产，可广泛用于家庭和宾馆等安装观赏鱼缸的场所。
关键词：鱼缸，自动控制，单片机，蓝牙通讯，APP
Abstract
In recent years, with the development of embedded, intelligent household also entered people's lives. The intelligent aquarium is not development. I according to the current market analysis and research status quo of related equipment, system integration from the perspective of design and development, a set of multi-functional intelligent fish tank control system design.
The control system STC12C5A60S2 microcontroller core. Combined with sensor technology. Set a variety of control functions. Including temperature detection, automatic oxygenation, automatic water change, transform and lighting automatic feeding. While the design of a Bluetooth communication module in the system can be realized on the tank remote control and management. The whole system is divided into two parts: the first part is STC12C5A60S2 the control part of the core, to achieve a variety of control parameters settings, storage, and processing. The second part is the part of Android phones, the tank can be real-time control, parameter setting via mobile phone terminal APP, human-computer interaction. Between the two parts of the Bluetooth communication technology, information exchange data transmission between the host computer and the next crew.
The system is designed and developed according to the needs of the current market. The formation of an automatic oxygenation, automatic water change, transform and lighting automatic feeding and other functions into one integrated control system. Meanwhile, the system is designed to be flexible, low cost, ease of mass production, it can be widely used in homes and hotels and other places to install aquarium.
Key words: Aquarium, automatic control, single-chip, Bluetooth communication, APP
1 绪论
1.1课题背景
随着我们国家经济的快速发展，人民对生活质量的追求也一直在提高，人们也不再像前一代人那样的消费观念。人们追求越来越高的生活品位，导致了消费水平也在提高，家居环境的个性化、环保化也越来越受到人们的重视，同时相关的智能家居等行业相应的出现大发展之机遇。现代都市生活使人们承受着种种压力许多人需要得到精神的安慰，心底渴望怀抱大自然的宁静与和谐，饲养宠物已经成为一股经久不息的潮流。而一个生机勃勃的鱼草生活惬意的鱼缸不但可以给人们带来春季盎然的美感，更能美化居室环境，使人回归那久违的绿色，让自己重新回到大自然美景的怀抱中。在这样的新趋势下，饲养几条观赏鱼将成为新的潮流。
智能鱼缸控制系统正是在这种需求下产生的。水族箱不单单只是一个是养鱼、鱼草的水容器，它更是大自然的一个小小的缩影，是一个相对完整的小型生态系统。最近这些年，这种以水草、观赏鱼为主体的生态鱼缸被叫做“微缩鱼草园林”，人们对其非常喜爱和追捧。但是要让一个适宜水草、小鱼生活的环境长时间保持是一件费时费力的事情，很多都市人忙于工作或者迫于生活压力都没有时间照料小鱼，所以一般结局大都是水草枯死小鱼干死。所以现在出现的鱼缸水体净化和水质改善的设备有很多，目前市场上经常看见的鱼缸控制设备有：换水设备、加氧泵、喂食设备等，但是它们一般都是非智能化的、单独工作需要人工控制开关的器件。但若是把若干独立的鱼缸控制设备机械的组成一个多功能的控制设备，需要的花费是很多的，而且这些器件按装在一起之后，同时存在着电的浪费，不便于集中统一进行管理控制。
1.2国内外研究现状
“鱼缸"又称“水族箱"，水族箱一词起源于英国，水族箱饲养始于1851年的英国万国工业博览会上，沿用至今已经有150年的历史。鱼缸在150年前的定义仅是一个养动植物的容器，最原始的鱼缸只一个结构简单水箱，水族箱也没有什么复杂的功能。德国与英国在这个嗜好上竞争，踏入20世纪，汉堡市成为欧洲入口新奇水族品种的港口。第一次世界大战后几乎所有家居都已经有电力供应，水族箱亦因此更广泛
地受欢迎。电力的改善使水族科技得以发展，使人工照明、通风、过滤、水温加热都成为可能。空中运输的出现使更多远方的外地品种能够入口，亦使水族饲养更受欢迎。现时，估计全球有大约6千万水族喜好者。水族嗜好最强列的地区依次序为欧洲、亚洲及北美洲。在美国，大部分人（40%）同时打理2个或以上的水族箱。
我国的水族箱控制系统发展起步相对较晚。随着经济水平的突飞猛进，装饰业的日趋兴起，人们对生活、家居品位的追求愈加重视，体现在经济形态中就是与之相关的休闲、居家装饰等行业日显蓬勃发展之势。居住、工作环境的生动化、温馨化也越来越和人的精神、情操、新的生活观念紧密地联系在一起。休闲水族行业也正是在人类的这种需求下应运而生，并且近年来其快速发展之状况使其已经成为一股新兴的经济力量受到经济界及业内人士的关注，据最新资料显示：水族产品的日渐丰富，水族市场更加繁荣昌盛，水族行业产业规模的年增长率达到13．8％，仅北京就由传统的几个小市场，发展成8个大规模的市场。其市场空间的拓展速度也昭示着将有更多的投资机会点在这种新的经济形势下诞生。如今是国际水族产品看中国，许多国外大的采购公司都盯准中国这个市场，把长远的目标放在中国嘲。随着水族箱产品迅猛发展，巨大的水族箱市场的需求也极大推动了国内外各种水族箱控制设备的研发和生产。
水族箱要保持金鱼、水草的生活环境需经常换水和补充氧气，通常配备水泵和空气泵这两种设备来循环水体和补充氧气，但是这些设备都是通过人力进行开关控制，不便宜操作。
1.3研究目的
目前很多家庭都用小型的水族箱来养水草、观赏鱼，但是人们的生活却很忙碌，可能没有时间来照顾鱼缸里的小鱼和水草，以至于鱼缸这个小型生态环境长时间得不到平衡，进而导致水草、观赏鱼相继死去。智能鱼缸控制系统正是在这种需求下产生的，现在鱼缸水体净化和水质改善的设备有很多，目前市场上经常看见的鱼缸控制设备有：换水设备、加氧泵、喂食设备等，但是它们一般都是非智能化的、单独工作需要人工控制开关的器件。但若是把若干独立的鱼缸控制设备机械的组成一个多功能的控制设备，需要的花费是很多的，而且这些器件组装在一起之后，存在着资源浪费，不便于集中统一进行管理控制。
现在，鱼缸智能控制器有的很大的市场需求，但是研究和开发尚处于起步阶段，
相应的产品也相对较少。因此，自主设计了成本低，操作简单，节能环保的智能鱼缸控制系统。
本智能鱼缸控制系统以 STC研发生产的 STC12C5A60S2 单片机为控制CPU，同时结合传感器技术、蓝牙通讯技术、手机APP，研发出一套可以用于不同类型水族箱和各种使用环境的集自动充氧、自动换水、灯光变幻、自动喂食、温度监控等各种功能于一体的智能鱼缸控制系统。
2 开发技术与原理简介
2.1嵌入式技术
嵌入式系统被定义为:以应用为中心、以计算机技术为基础、软硬件可裁剪、适应应用系统，对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。嵌入式系统主要由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及用户的应用程序等4个部分组成，它是集软硬件于一体的可独立工作的“器件”。嵌入式系统是一种面向应用、功能定制、资源受限、响应要求高、性能稳定、无自举开发能力，由硬件和软件两部分构成的专用计算机系统。“嵌入性”、“专用性”与“计算机系统”是嵌入式系统的三个基本要素，应用对象系统指嵌入式系统所嵌入的宿主系统。
2.2传感器技术
传感器技术是现代科学的前沿技术，是新技术革命和信息社会的重要技术基础。在现代生活和科学研究中，各种类型的传感器所提供的大量可靠、准确的信息，不仅能代替人的五官功能，而且还能检测到人的五官所不能感受的信息，从而使人类能更好地认识世界和改造世界。目前，传感器技术广泛应用于航空、航天等尖端技术领域及工业、农业等人类日常生活许多方面。传感器在工业部门的应用普及率已被国际社会作为衡量一个国家智能化、数字化、网络化的重要标志。因此，传感器技术作为一种与现代科学密切相关的新兴学科正得到迅速的发展，并且在许多领域被越来越广泛的利用。
2.3 Android技术
2.3.1 Android智能手机平台概述
Android是Google公司在2008年联合开放手持设备联盟（OHA）推出的基于Linux 内核的智能移动设备操作系统，主要应用于掌上便携设备，如智能手机和平板电脑等。Android平台为移动设备提供了有Linux操作系统、中间层、UI（用户界面）和应用程
序共同组合的软件平台。
2.3.2 Android手机平台的特点
开放性：源代码开发可以修改 无需授权。
自由性：摆脱运营商的束缚 让手机能自由接触网络。
兼容性：与硬件无关，降低了开发者的负担。
拓展性：可以兼容各种手机、平板电脑等移动设备。
2.3.3 Android系统软件架构
安卓系统软件架构主要有五层，从下到上依次是：Linux内核层、本地库、安卓运行时、应用框架层、应用程序层。如图2.1所示：
图2.1 Android系统架构图
3 需求分析
3.1功能需求
该智能鱼缸控制系统是以鱼缸的日常护理为背景，系统集成开发的角度对水循环、水温监控、水含氧量、鱼饲料量自动化及其应用控制进行设计和开发，根据当前市场上的需求，并且利用高新技术形成了一套集自动水循环、灯光变幻、自动充氧和自动喂食等功能为一体的智能鱼缸控制系统。
3.1.1系统的特点及功能描述
1．功能。采用单片机控制，实现水族箱自动换水、自动喂食、温度状态显示、自动加氧、灯光变幻等功能。
2．人机界面。本系统的人机操作界面采用手机APP端显示屏，具有直观、简介、易操作等多重特点。用户可直接从手机显示屏读取系统的实时数据。
3．系统操作。本系统通过上位机手机APP来设置各种参数，用户可以根据观赏鱼的实际生活习性来设定适宜小鱼生活的参数，使该智能鱼缸控制系统能在各种不同的环境适中发挥作用。鱼缸下位机与手机上位机之间的配合使用使本系统具有简易的操作性。
4．生产成本：本系统使用的控制CPU是STC12C5A60S2单片机，该款单片机价格低廉，其外围电路设备包括：蓝牙模块、温度传感器、时钟模块、Led灯带、电机等，这些外围成本低廉、加工简单，具有很强的可生产性。
3.1.2系统流程分析
如图3.1的智能鱼缸流程图，对智能鱼缸的业务流程进行分析。
业务流程：
用户通过手动操作手机端，与智能鱼缸系统进行人机交互。用户通过手机端以蓝牙通信的方式将需要执行的命令以及参数传输给鱼缸端。
鱼缸端接受到用户发送的命令以及参数执行对应的操作如喂食、换水等。
鱼缸端将检测到的温度值传送给手机端，手机端将温度值显示在屏幕上，以便用户获取温度值。
图3.1 智能鱼缸业务流程图
3.2用例分析
根据智能鱼缸系统的功能需求，对其进行用例分析。如图3.2 客户端用户用例图，主要用例有：客户端用户、换水、喂食、充氧、变换灯光、监控温度、检测温度、显示温度、设置时间。
图3.2 客户端用户用例图用例规约
（1）换水用例（UC01）
用例名称：换水
简要说明：给鱼缸进行水体循环。
事件流：
基本事件流
①打开水泵
②抽出、抽入水体进行水体循环
扩展事件流
无
前置条件：无
后置条件：设置时间自动进行水循环
（2）喂食用例（UC02）
用例名称：喂食
简要说明：把鱼饲料倒入鱼缸进行喂食。
事件流：
基本事件流
①打开喂食器
②倒入鱼饲料
扩展事件流
①容器中无饲料，人工添加进入容器。
前置条件：无
后置条件：设置时间，自动喂食
（3）充氧用例（UC03）
用例名称：充氧
简要说明：给鱼缸中水体充氧，提高水的含氧量。
事件流：
基本事件流
①打开气泵
②给水体充氧
扩展事件流
无
前置条件：无
后置条件：设置时间，自动充氧
（4）灯光变幻用例（UC04）
用例名称：灯光变换
简要说明：打开LED彩灯，提高鱼缸的观赏性。
事件流：
基本事件流
①打开LED
②灯带跑马灯闪烁
扩展事件流
无
前置条件：
后置条件：无
（5）检测温度用例（UC05）
用例名称：检测温度
简要说明：检测鱼缸的温度。
事件流：
基本事件流
①打开温度传感器
②检测鱼缸的温度
扩展事件流
无
前置条件：无
后置条件：无
（6）设置时间用例（UC06）
用例名称：设置时间
简要说明：设置时间，智能鱼缸系统到时自动进行相关操作。
事件流：
基本事件流
设置时间，发送相关命令
扩展事件流
无
前置条件：喂食、换水、充氧
后置条件：无
（7）显示温度用例（UC07）
用例名称：显示温度
简要说明：把检测到的温度显示到手机客户端。
事件流：
基本事件流
①获取温度值
②显示温度值
扩展事件流
无
前置条件：检测温度
后置条件：无
（8）监控温度用例（UC08）
1）用例名称：充氧
2）简要说明：检测温度值，并把温度值显示在手机客户端。
3）事件流：
基本事件流
①打开温度传感器
②获取温度值
③显示温度值
扩展事件流
无
前置条件：检测温度
后置条件：显示温度
3.3 开发工具
3.3.1 底层硬件电路开发工具
本系统需要设计硬件电路原理图（SCH），能满足设计要求的工具很多，比如：Protel、Altium Designer、PowerPCB等。在本设计中，采用Altium Designer14绘制
原理图。该工具拥有大量的原理图库和印刷电路板（PCB）库，也可以自己绘制原理图库和印刷电路板（PCB）库，还能自动生成pdf文档，使用起来很方便。
3.3.2底层系统开发工具
本系统采用51内核单片机最常用的Keil uVision5软件，，通过一个集成开发环境（uVision）将这些部分组合在一起。上海中颖公司也提供了一套Keil软件的开发驱动，只要SH79F6488单片机的JTAG调试接口配以Keil软件的Debug功能就能实现系统的在线仿真。
3.3.3 Android客户端开发工具
Android客户端开发工具很多，比较常用的有：Eclipse、Android Studio、Basic4Android等。本系统中使用Android Studio。该软件具有很强大的代码提示功能和UI设计功能，有利于开发者开发速度和减小开发者上手难度。能够成功开发Android，还需在windows下配置好Java开发环境以及安装Android SDK。
4 概要设计
智能鱼缸系统分为下位机硬件模块和手机安卓软件模块这两大部分。其中硬件模块主要功能为控制鱼缸相关操作以及上报温度功能，软件模块则为向下位机发送命令以及参数，显示温度值。硬件模块与软件模块通信使用蓝牙串口方式，简单快捷。系统的架构图如图4.1所示：
图4.1系统的架构图
4.1系统总体方案与功能
4.1.1系统功能组成
该智能鱼缸控制系统的设计是在对当前市面上已有的不同类型的鱼缸控制设备充分考察和调研的前提下进行的。整个智能鱼缸控制系统分为以下几个功能子系统：即人工／定时充氧系统、人工／定时水循环系统、LED灯光变幻系统、人工／定时喂食控制、实时温度监控系统等。这些子系统的工作相互独立，但是每个子系统又由单片机控制，该智能鱼缸控制系统还结合了时钟电路模块／看门狗／复位电路，便于系统的自动控制，各子系统的功能参数的设置与蓝牙数据传输电路相连接，通过蓝牙模块与手机控制端进行通信，手机端也通过蓝牙模块发送相关的控制命令以及参数给下位机，上位机手机端与下位机智能鱼缸共同组成了一套功能完善的智能控制系统。
4.1.2系统控制参数
该智能鱼缸控制系统的控制目的是能使鱼缸能够通过人工调节或者自动调节的方式来保证鱼缸的水质、含氧量等生活环境是最适宜观赏鱼生活习性的。设计本系统时需要考虑的环境参数有：温度，水中含氧量，水的质量，led灯光，鱼的饲料等参数。下表4-1显示该控制系统对各项参数的处理。
表4-1系统控制参数
4.2系统的硬件结构
该智能鱼缸控制系统包含六个模块，分别为单片机核心控制模块、温度传感器、蓝牙模块、时钟控制模块、led灯带、电机。单片机核心控制模块以STC12C5A60S2单片机为核心CPU控制协调其他模块协同工作；温度传感器负责温度的检测以及获取具体的温度值；蓝牙模块负责上位机与下位机之间的通讯；时钟控制模块负责提供智能鱼缸控制系统的时钟参数；led灯带则使鱼缸更具观赏性；不同的电机负责不同的功能主要有气泵、水泵、喂食器。该智能鱼缸控制系统的硬件结构如图4．2所示。
基于单片机的智能鱼缸的设计与实现毕业设计 目录 摘要 ........................................................................................................................ I Abstract ...................................................................................................................... II 1 绪论 (1) 1.1课题背景 (1) 1.2国内外研究现状 (1) 1.3研究目的 (2) 2 开发技术与原理简介 (4) 2.1嵌入式技术 (4) 2.2传感器技术 (4) 2.3 Android技术 (4) 2.3.1 Android智能手机平台概述 (4) 2.3.2 Android手机平台的特点 (5) 2.3.3 Android系统软件架构 (5) 3 需求分析 (6) 3.1功能需求 (6) 3.1.1系统的特点及功能描述 (6) 3.1.2系统流程分析 (6) 3.2用例分析 (7) 3.3 开发工具 (11) 3.3.1 底层硬件电路开发工具 (11) 3.3.2底层系统开发工具 (12)
3.3.3 Android客户端开发工具 (12) 4 概要设计 (13) 4.1系统总体方案与功能 (13) 4.1.1系统功能组成 (13) 4.1.2系统控制参数 (14) 4.2系统的硬件结构 (14) 4.3系统的软件设计 (15) 5 详细设计 (17) 5.1单片机系统设计 (17) 5.1.1单片机选型 (17) 5.1.2单片机最小系统设计 (18) 5.1.3详细说明 (21) 5.2温度传感器模块设计 (22) 5.2.1温度传感器选型 (22) 5.2.2温度传感器电路设计 (23) 5.3蓝牙串口模块设计 (23) 5.3.1串口技术 (23) 5.3.2蓝牙串口电路设计 (25) 5.3.3系统通讯协议设计 (25) 5.3.4系统通讯详细说明 (26) 5.4时钟模块设计 (27) 5.4.1时钟芯片选型 (27) 5.4.2时钟模块电路设计 (27) 5.5 Android客户端设计 (28) 5.5.1 Android蓝牙通信设计 (28) 5.5.2 Android界面设计 (29)
毕业设计(论文)外文资料翻译 系别光电信息系 专业测控技术与仪器 班级 B090102 姓名马丽娜 学号 36 外文出处 Spriger Link 附件 1. 原文； 2. 译文 2013年3月
Based on single chip microcomputer intelligent street light control system 【abstract 】 A street light automatic control system design, combined with the control, electric lamp switch control function; And street lamp fault detection and fault street lamp according to the function of the number. Use on STC 89C51 as the core Control unit; Using DS1302 clock chip to control the point open to turn off the lights when street lamps; By a photosensor complete collection of ambient light and street light fault detection, so as to realize the number of optically controlled open to turn off the lights and fault street lamp display. This system Can through the RS - 232 communication port with the street light control room of the upper machine communication. 【key words】STC 89C51; Clock chip DS1302; photosensor Introduction For the most part at present domestic cities and regions of the street lamp Lighting adopts electric control, time control and single point of electrons Control, maintenance management and manual inspections and the masses The traditional way, because of the lack of scientific and effective monitoring Means, large area lighting during the day, night not large area Light phenomenon occurs frequently, often can't find and in a timely manner Processing, not only caused power resources, human resources Cost, improve the operating costs of the system and to citizens Life bring inconvenience. Intelligent road lighting system can according to different area Domain of different functional requirements, at different times and different every day Natural light or under different traffic flow conditions, the press According to a specific setting, realize dynamic wisdom of road lighting Can management, namely the TPO management (TIME/PLACE, TIME Location/OCCASION occasions). Intelligent road lighting Control system, through the comprehensive consideration and analysis and road Ming is closely related to the intensity of illumination time, road, environment and hand it in Scene control methods of factors such as flow rate, in the
单片机技术、传感器信息采集技术与Android技术简介 李洋 （一）智能鱼缸概述 随着人们生活水平的不断提高，家居环境或是休闲娱乐场所都安装各种各样的观赏型鱼缸，而保持一个适宜水族生活的环境是一件非常耗费精力的工作。针对水族生活环境的净化和改善的设备有很多，目前市场上常用的鱼缸控制系统有：换水器、加氧泵等改善水质的设备，但是它们大多是非智能化的、单独工作的器件。如果仅仅把多个单独的设备组成一套多功能的鱼缸控制系统，需要投入的费用较大，同时多个单一器件机械化的组装之后，也存在一定的资源浪费，并且不便于管理控制，该系统则是从系统集成开发的角度进行设计和开发，根据当前市场上的需求，形成了一套集自动充氧、自动水位控制进排水、灯光照明和自动喂食等功能为一体的控制系统。系统以STC12C5A60S2 单片机为核心，实现对鱼缸的集中控制和管理，并通过手机端APP与人进行信息交互。 （二）嵌入式技术 1.嵌入式技术简介 嵌入式系统被定义为:以应用为中心、以计算机技术为基础、软硬件可裁剪、适应应用系统，对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。嵌入式系统主要由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及用户的应用程序等4个部分组成，它是集软硬件于一体的可独立工作的“器件”。嵌入式系统是一种面向应用、功能定制、资源受限、响应要求高、性能稳定、无自举开发能力，由硬件和软件两部分构成的专用计算机系统。“嵌入性”、“专用性”与“计算机系统”是嵌入式系统的三个基本要素，应用对象系统指嵌入式系统所嵌入的宿主系统。 2.嵌入式技术发展环境 美国著名未来学家尼葛洛庞帝1999年1月访华时预言，4～5年后嵌入式智能(电脑)工具将是PC和因特网之后最伟大的发明。嵌入式技术已进阶成智能核心的关键性技术，随着云端运算的技术与环境逐渐成熟，各国政府均倾全力推动物联网、泛在网甚至未来网络的发展，牵动信息科技产业的技术发展走向。智能系统已向具备更方便的使用介面，支援各式无线网络传输与容量更大的储存装置。预估智能系统出货量将增加到2015年的33亿部，为处理器市场贡献1,000亿美元营收，而大陆占全球MCU市场比重20%，预料到2015年将成长到50亿美元。物联网给嵌入式智慧系统、特种电脑提供了更广阔的应用。许多公司正在从底层BIOS到嵌入式系统、特殊驱动程式、应用软体中介软体等，提供整体解决方案。 3.嵌入式系统应用领域及特点 嵌入式计算机在应用数量上远远超过了各种通用计算机，一台通用计算机的外部设备中就包含了5～10个嵌入式微处理器，键盘、鼠标、软驱、硬盘、显示卡、显示器、Modem、网卡、声卡、打印机、扫描仪、数字相机、USB集线器等均是由嵌入式处器控制的。在制造工业、过程控制、通讯、仪器、仪表、汽车、船舶、航空、航天、军事装备、消费类产品等方面均是嵌入式计算机的应用领域。嵌入式系统是将先进的计算机技术、半导体技术和电子技术和各个行业的具体应用相结合后的产物。嵌入式系统的特点：1)技术密集；2)资金密集； 3)高度分散；4)不断创新的知识集成系统。 （三）传感器技术 1. 传感器技术简介 传感器技术是现代科学的前沿技术，是新技术革命和信息社会的重要技术基础。在现代生活和科学研究中，各种类型的传感器所提供的大量可靠、准确的信息，不仅能代替人的五
题目：基于单片机的智能压力检 测系统的设计
基于单片机的智能压力检测系统的设计 摘要 压力是工业生产过程中的重要参数之一。压力的检测或控制是保证生产和设备安全运行必不可少的条件。实现智能化压力检测系统对工业过程的控制具有非常重要的意义。本设计主要通过单片机及专用芯片对传感器所测得的模拟信号进行处理,使其完成智能化功能。介绍了智能压力传感器外围电路的硬件设计,并根据硬件进行了软件编程。 本次设计是基于AT89C51单片机的测量与显示。是通过压力传感器将压力转换成电信号，再经过运算放大器进行信号放大，送至8位A／D转换器，然后将模拟信号转换成单片机可以识别的数字信号，再经单片机转换成LED显示器可以识别的信息，最后显示输出。而在显示的过程中通过键盘，向计算机系统输入各种数据和命令，让单片机系统处于预定的功能状态，显示需要的值。 本设计的最终结果是，将软件下载到硬件上调试出来了需要显示的数据，当输入的模拟信号发生变化的时候，通过A/D转换后，LED将显示不同的数值。 关键词:压力；AT89C51单片机；压力传感器；A/D转换器；LED显示；
Design of pressure detecting system based on single-chip Abstract Pressure is one of the important parameters in the process of industrial production. Pressure detection or control is an essential condition to ensure production and the equipment to safely operating, which is of great significance. The single-chip is infiltrating into all fields of our lives, so it is very difficult to find the area in which there is no traces of single-chip microcomputer. In this graduation design, primarily through by using single-chip and dedicated chip, handling of analog signal measured by the sensor to complete intelligent function. This design illustrates external hardware circuit design of intelligent pressure sensor, and conduct software development to the hardware. The design is based on measurement and display of AT89C51 single-chip. This is the pressure sensors will convert the pressure into electrical signals. After using operational amplifier, the signal is amplified, and transferred to the 8-bit A/D converter. Then the analog signal is converted into digital signals which can be identified by single-chip and then converted by single-chip into the information which can be displayed on LED monitor, and finally display output. In the course of show, through the keyboard to input all kinds of data and commands into the computer, the single-chip will locate in a predetermined function step to display required values. The end result of this design is that by downloading software to the hardware, it will get the data which is required to display by debugging. When the input analog signals change, the LED monitor will display different values through the A/D converting. Key words:pressure; AT89C51 single-chip; pressure sensor; A/D converter; LED monitor;
徐州工程学院 毕业设计（论文）开题报告 课题名称：基于单片机的住宅小区煤气 泄露实时报警器设计 学生姓名：学号： 指导教师：职称： 所在学院： 专业名称： 徐州工程学院 20 年月3日
说明 1．根据《徐州工程学院毕业设计(论文)管理规定》，学生必须撰写《毕业设计（论文）开题报告》，由指导教师签署意见、教研室审查，学院教学院长批准后实施。 2．开题报告是毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。学生应当在毕业设计（论文）工作前期内完成，开题报告不合格者不得参加答辩。 3．毕业设计开题报告各项内容要实事求是，逐条认真填写。其中的文字表达要明确、严谨，语言通顺，外来语要同时用原文和中文表达。第一次出现缩写词，须注出全称。 4．本报告中，由学生本人撰写的对课题和研究工作的分析及描述，没有经过整理归纳，缺乏个人见解仅仅从网上下载材料拼凑而成的开题报告按不合格论。 5. 课题类型填：工程设计类；理论研究类；应用（实验）研究类；软件设计类；其它。 6、课题来源填：教师科研；社会生产实践；教学；其它
课题 名称 基于单片机的住宅小区煤气泄露实时报警器设计 课题 来源 社会生产实践课题类型工程设计类 选题的背景及意义 近年来随着人民生活水平的提高，管道煤气和罐装煤气已深入到寻常百姓家。但由于使用不当或设备老化等原因导致的煤气泄漏极大地威胁着人们的生命财产安全。煤气泄漏而大量产生的一氧化碳是煤气中毒事件的根源，如采用煤气泄漏报警器就能得到及时的警示。单片机在日用电子产品中的应用越来越广泛，为现代人工作、科研、生活、提供更好的更方便的设施。为了防止中毒事件再次发生，提出利用单片机系统进行有效的预防对策。为此设计出家用煤气泄漏报警控制器。 煤气泄漏的危害 一氧化碳的浓度与健康成年人中毒的可能症状 50ppm 健康成年人在八小时内可以承受的最大浓度 200ppm 2-3小时后，轻微头痛、乏力 400ppm 1-2小时内前额痛；3小时后威胁生命 800ppm 45分钟内，眼花、恶心、痉挛；2小时内失去知觉；2-3小时内死亡1600ppm 20分钟内头痛、眼花、恶心；1小时内死亡 3200ppm 5-10分钟内头痛、眼花、恶心；25-30分钟内死亡 6400ppm 1-2分钟内头痛、眼花、恶心；10-15分钟死亡 12800ppm 1-3分钟内死亡
单片机的智能温控风扇的设计 2 方案论证 本系统实现风扇的温度控制，需要有较高的温度变化分辨率和稳定可靠的换档停机控制部件。 2．1 温度传感器的选用 温度传感器可以下几种方案可供选择： 方案一：选用热敏电阻作为感测温度的核心元件，通过运算放大器放大于温度变化引起热敏电阻电阻的变化、进而导至的输出电压变化的微弱电压变化信号，再用AD转换芯片ADC0809将模拟信号转化为数字信号输入单片机处理。 方案二：采用热电偶作为感测温度的核心元件，配合桥式电路，运算放大电路和AD转换电路，将温度变化信号送入单片机处理。 方案三：采用数字式集成温度传感器DS18B20作为感测温度的核心元件，直接输出数字温度信号供单片机处理。 对于方案一，采用热敏电阻有价格便宜、元件易购的优点，但热敏电阻对温度的细微变化不敏感，在信号采集、放大、转换过程中还会产生失真和误差，并且于热敏电阻的R-T 关系的非线性，其本身电阻对温度的变化存在较大误差，虽然可以通过一定电路予以纠正，但不仅将使电路复杂稳定性降低，而且在人体所处温度环境温度变化中难以检测到小的
温度变化。故该方案不适合本系统。 对于方案二，采用热电偶和桥式测量电路相对于热敏电阻其对温度的敏感性和器件的非线性误差都有较大提高，其测温范围也非常宽，从-50摄氏度到1600摄氏度均可测量。但是依然存在电路复杂，对温度敏感性达不到本系统要求的标准，故不采用该方案。 对于方案三，于数字式集成温度传感器DS18B20的高度集成化，大大降低了外接放大转换等电路的误差因素，温度误差很小，并且于其感测温度的原理与上述两种方案的原理有着本质的不同，使得其温度分辨力极高。温度值在器件内部转换成数字量直接输出，简化了系统程序设计，又于该传感器采用先进的单总线技术，与单片机的接口变的非常简洁，抗干扰能力强。关于DS18B20的详细参数参看下面“硬6 件设计”中的器件介绍。 2．2 控制核心的选择 方案一：采用电压比较电路作为控制部件。温度传感器采用热敏电阻或热电偶等，温度信号转为电信号并放大，集成运放组成的比较电路判决控制风扇转速，当高于或低于某值时将风扇切换到相应档位。 方案二：采用单片机作为控制核心。以软件编程的方法进行温度判断，并在端口输出控制信号。
基于单片机的智能语音识别系统设计 （硬件部分） 系别： 专业班： 姓名： 学号： 指导教师：
基于单片机的智能语音识别系统设计 (硬件部分) The Design of Intelligent Speech Recognition System Based on Single-chip Computer (HardWare)
摘要 本文设计一个让机器通过识别和理解过程把语音信号转变为相应的文本或命令的高技术的语音识别系统。本语音识别系统以LD3320语音识别芯片为核心部件，主控MCU选用STC10L08XE。主控MCU通过控制LD3320内部寄存器以及SPI flash实现语音识别和对话。通过麦克风将声音信息输入LD3320进行频谱分析，分析后将提取到的语音特征和关键词语列表中的关键词语进行对比匹配，找出得分最高的关键词语作为识别结果输出给MCU，MCU针对不同的语音输入情况通过继电器对语音命令所对应的电器实现控制。同时也可以通过对寄存器中语音片段的调用，实现人机对话。 设计中，电源模块采用3.3V供电，主要控制及识别部分采用LM1117-3.3稳压芯片，语音播放及继电器部分采用7812为其提供稳定的电流电压。寄存器采用一片华邦SPI flash芯片W25Q40AVSNIG，大小为512Kbyte。系统声音接收模块采用的传感器为一小型麦克风——驻极体话筒，在它接收到声音信号后会产生微弱的电压信号并送给MCU。另外系统还采用单片机产生不同的频率信号驱动蜂鸣器来完成声音提示，此方案能完成声音提示功能，给人以提示的可懂性不高，但在一定程度上能满足要求，而且易于实现，成本也不高。 关键词：语音识别 LD3320 STC10L08XE单片机频谱分析
1.1核心芯片8051单片机 (2) 1.2 ADC0809转换芯片 (5) 1.2.1 ADC0809的逻辑结构 (5) 1.2.2 ADC0809 的通道选择 (6) 1.2.3 ADC0809的引脚图及各引脚作用 (6) 1.3 MC14499芯片 (8) 1.3.1.MC14499的结构及功能介绍 (8) 1.3.2 MC14499在单片机中的应用 (10) 1.4 74LS373芯片 (13) 1.5 LED数码管 (15) 1.5.1 LED数码管显示器的结构 (15) 1.5.2 LED数码管显示器的显示段码 (17) 1.5.3 LED显示器的参数 (18) 1.6 X25045 (18) 2 系统硬件设计 (20) 2.1系统设计原理和系统框图 (21) 2.1.1设计原理 (21) 2.1.2系统框图 (21) 2.2液位传感器设计 (22) 2.2.1 传感器原理 (22) 2.2.2 传感器的组成 (22) 2.2.3 测量原理 (23) 2.2.4 将电容转化成电信号部分 (24) 2.2.5 电信号放大电路设计 (25) 2.3 A/D0809模数转换 (25) 2.4 显示电路的设计 (27) 2.5 键盘电路 (29) 2.5.1矩阵式键盘的工作原理 (30) 2.5.2 硬件电路设计及电路图 (30) 2.6 继电器控制水泵加水电路 (31) 2.7 报警电路 (32) 2.8 电源电路 (33) 2.8.1 直流电源电路 (33) 2.8.2 备用电源切换电路 (34) 2.9看门狗电路 (35) 3 系统软件的设计 (38) 3.1 软件设计流程图 (38) 3.2矩阵键盘程序设计 (40) 3.2.1 程序设计内容 (40) 3.2.2系统程序 (40) 3.3 ADC0809模数转换流程图 (42) 4 结论 (45) 附录A (46)
编号 毕业设计（论文） 题目基于单片机的智能 鱼缸的设计与实现 二级学院计算机科学与工程 专业计算机科学与技术 班级112030701 学生姓名李洋学号11203070314 指导教师黄贤英职称教授 时间2016.6
目录 摘要 ........................................................................................................................ I Abstract ...................................................................................................................... II 1 绪论 (1) 1.1课题背景 (1) 1.2国内外研究现状 (1) 1.3研究目的 (2) 2 开发技术与原理简介 (4) 2.1嵌入式技术 (4) 2.2传感器技术 (4) 2.3 Android技术 (4) 2.3.1 Android智能手机平台概述 (4) 2.3.2 Android手机平台的特点 (5) 2.3.3 Android系统软件架构 (5) 3 需求分析 (6) 3.1功能需求 (6) 3.1.1系统的特点及功能描述 (6) 3.1.2系统流程分析 (6) 3.2用例分析 (7) 3.3 开发工具 (11) 3.3.1 底层硬件电路开发工具 (11) 3.3.2底层系统开发工具 (12)
3.3.3 Android客户端开发工具 (12) 4 概要设计 (13) 4.1系统总体方案与功能 (13) 4.1.1系统功能组成 (13) 4.1.2系统控制参数 (14) 4.2系统的硬件结构 (14) 4.3系统的软件设计 (15) 5 详细设计 (17) 5.1单片机系统设计 (17) 5.1.1单片机选型 (17) 5.1.2单片机最小系统设计 (18) 5.1.3详细说明 (21) 5.2温度传感器模块设计 (22) 5.2.1温度传感器选型 (22) 5.2.2温度传感器电路设计 (23) 5.3蓝牙串口模块设计 (23) 5.3.1串口技术 (23) 5.3.2蓝牙串口电路设计 (25) 5.3.3系统通讯协议设计 (25) 5.3.4系统通讯详细说明 (26) 5.4时钟模块设计 (27) 5.4.1时钟芯片选型 (27) 5.4.2时钟模块电路设计 (27) 5.5 Android客户端设计 (28) 5.5.1 Android蓝牙通信设计 (28) 5.5.2 Android界面设计 (29)
智能鱼缸控制系统研究背景现状与发展趋势 1 研究背景 (1) 2 国内外研究现状及发展趋势 (2) 1 研究背景 随着我国经济的发展和人民生活水平的大幅度提高，人们的消费观念变化很大，消费档次与水平都在提高，人们的生活品味越来越高，环境的个性化、环保化也越来越受到人们的重视，与之相关的休闲、居家装饰等行业相应的日显蓬勃发展之势。人们开始渴望那大自然的宁静与和谐，而一个生机盎然、苍翠欲滴的鱼草水族箱不但可以给人带来无比宽松舒适的美感，更能调节居住环境，让人们感受那久违的大自然，让大自然的美景在自己的身边长存。水族行业正是在这种需求下应运而生的。 “鱼缸”又称为“水族箱”，“水族箱”一词起源于英国，沿用至今已超过了150年。当时的定义仅仅是一个养动植物的水容器，而随着科技水平的不断进步，以及人们养殖观赏鱼和种植水草的水平的不断提高，水族箱不仅被认为是一个养动植物的容器，而且被认为是自然域的一个缩影，是一相对完备的生态系统。在早期，水族箱多用于展览馆、公园等大众化的场所供大家观赏，随着生活水平的提高，科技和水族养殖业的快速发展。水族箱已成为普通家庭的室内装饰。近年来，这种以水草、金鱼为主的水族箱被称作“水中微缩的鱼草园林”，深受人们的喜爱，但由于人们缺乏养护的技艺或者是由于时间原因不能及时进行养护，往往“好景不长”，最后的结局多是“草桔鱼亡”。 在家居环境或是休闲娱乐场所都有各种各样的鱼缸，而保持一个适宜鱼类生活的环境是一件非常耗精力的工作。针对鱼类生活环境的净化和改善的设备有很多，目前市场上常用的鱼缸控制系统有：水温控制、充氧控制、过滤控制等相关系统。但是由于产品繁多，功能不统一，而且大多是非智能化的、单一的恒温控制、充氧或照明系统。如果仅仅是把多个单独的设备组成一套多功能的鱼缸控制系统，需要投入的费用较大，同时多个单一器件机械化的组装之后，也存在一定的资源浪费。这样不仅增加了成本，重复投资，影响美观，而且功能使用不灵活、不方便，整体性能也无法得到提升。 因此，根据当前市场的需求，以鱼缸中的水温、溶氧量、光照等的控制为研究对象，形成一套集多个功能为一体的控制系统。该设计不仅解决了人们在日常生活中对鱼缸的维护问题，还对利用高新技术改造原有的普通家居的发展有一定的实际意义和研究价值。
单片机模块设计论文
1 引言 著名数学家华罗庚说过：时间是由分秒积成的，善于利用零星时间的人，才会做出更大的成绩来。时间对人们来说总是那么宝贵，工作的忙碌性和繁杂性容易使人忘记当前的时间。忘记了要做的事情，当事情不是很重要的时候，这种遗忘无伤大雅。但是，一旦重要事情，一时的耽误可能酿成大祸。 单片机模块中最常见的是数字钟，与机械式时钟相比具有更高的准确性和直观性，且无机械装置，具有更更长的使用寿命，因此广泛用于个人家庭,车站, 码头办公室等公共场所,成为人们日常生活中不可少的必需品,由于数字集成电路的发展和石英晶体振荡器的广泛应用,使得数字钟的精度,远远超过老式钟表, 钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便，而且大大地扩展了钟表原先的报时功能。诸如定时自动报警、按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、自动起闭路灯、定时开关烘箱、通断动力设备、甚至各种定时电气的自动启用等，所有这些，都是以钟表数字化为基础的。因此，研究数字时钟及扩大其应用，有着非常现实的意义。 2 单片机的基本组成与特点 单片机也称单片微型计算机，在结构上它采用大规模集成电路技术把微处理器（CPU）和随机存取数据存储器（RAM）、只读程序存储器（ROM）、输入输出电路（I/O口）以及定时计数器、串行通信口（SCI）、时钟电路、脉宽调制电路（PWM）、模拟多路转换器及A/D转换器等电路集成到单独的一块芯片上，构成一个最小的完善的计算机系统。这些电路能在软件的控制下单独、准确、迅速、高效的完成程序设计者事先规定的任务。 2．1 单片机的基本组成 单片机是通过内部总线把计算机的各主要部件接为一体，其内部总线包括地址总线、数据总线和控制总线。其中，地址总线的作用是在进行数据交换时提供地址，CPU通过它们将地址输出到存储器或I/O接口；/数据总线的作用是在CPU 与存储器或I/O接口之间，或存储器与外设之间交换数据；控制总线包括CPU 发出的控制信号线和外部送入CPU的应答信号线等。
毕业设计论文_基于单片机肺活量测量仪
目录 引言 (1) 1. 绪论 (2) 1.1 本课题的研究意义 (2) 1.2 本课题的发展现状 (2) 1.2.1电子类肺活量测量仪 (2) 1.2.2非电子类肺活量测量仪 (2) 1.3 本课题的发展趋势 (2) 1.4 智能肺活量测量仪研究目的及其可行性 (2) 1.5 课题的主要研究工作和各章内容安排 (3) 2. 相关技术和基础理论介绍 (3) 2.1 肺活量测量相关概述 (3) 2.1.1肺活量 (3) 2.1.2气压传感器 (3) 2.2 通过气压传感器测量肺活量的原理 (4) 2.3 数据采集 (4) 2.3.1A/D转换器 (4) 2.3.2A/D转换的基本原理 (5) 2.4 串口通信 (6) 2.5 主要器件功能说明 (10) 2.5.1 AT89S5单片机 (10) 2.5.2 MAX232串行通信芯片 (12) 2.5.3 AD620 (12) 2.5.4 气体压力传感器ATP015G (13) 3. 系统设计方案及原理 (15) 3.1 总体方案 (15) 3.2 系统原理 (15) 4. 硬件原理与设计 (16) 4.1 输入部分电路 (16) 4.2 A/D转换部分电路 (17) 4.3 液晶显示电路 (17) 4.4 串口通信部分电路 (18)
4.5 电源部分电路 (18) 4.6 电路布线，调试及故障分析 (19) 4.6.1 PCB设计一般步骤 (20) 4.6.2 PCB布线工艺要求 (21) 4.6.3 电路的故障及调试分析 (22) 5.软件设计 (23) 5.1 下位机程序流程图 (23) 5.2 A/D转换程序及TLC549工作时序 (24) 5.3 上位机显示界面 (25) 6. 误差与干扰分析 (26) 6.1 测量仪器的影响 (26) 6.2 测量的随机性 (26) 7. 实现功能与结论 (26) 8. 总结 (28) 谢辞 (28) 参考文献 (29) 附录 (30) 附录1：系统PCB图 (30) 附录2：系统源程序 (31)
摘要 本设计为智能温控风扇系统，该系统可以实现风扇随实时环境温度而智能变速功能。 系统主要选用STC89C52单片机作为控制中心，DS18B20数字温度传感器采集实时温度，再经单片机处理后通过三极管放大信号后驱动直流风扇的电机。用户可以预设上限、下限温度值，当测得环境温度值在预设上下限值区间中时，此时风扇以半速转动；当温度升高并大于预设上限温度值时，风扇会自动调速，以全速转动；当温度降低并低于预设的下限温度值时，这时风扇电机自动停止转动。全程实现风扇转速随外界温度而智能自变。 关键词：温控风扇，STC89C52单片机，DS18B20数字温度传感器，智能自变
Abstract This design for the intelligent temperature control fan system, the system can realize the fan intelligent variable speed function according to the real-time environmental temperature. STC89C52 single-chip microcomputer system is mainly used as the control center, DS18B20 digital temperature sensor to collect real-time temperature, then through single chip through triode amplifier signal after drive dc fan https://www.doczj.com/doc/098670653.html,ers can preset upper limit and lower limit temperature, when the environment temperature measurement in the preset upper and lower limit range, the fan rotates at half speed;When the temperature is greater than the preset limit temperature, fan speed automatically, with full rotation.When the lower limit of temperature is lower and lower than the preset value, the fan motor automatically stop running.The entire implementation and intelligence from change fan speed varies with temperature. Key words:temperature control fan, STC89C52 Single chip microcomputer and DS18B20 digital temperature sensor, smart since the change
基于嵌入式的智能水族箱 在观赏鱼的养护过程中，人们需要时刻注意投放饲料，补充氧气，保持温度，监控水质。完成这些既繁琐而又需要养鱼专业知识，这让忙碌的人们往往无暇顾及。此外，当人们外出旅游的时候，鱼儿无人照料很容易发生意外。为了达到改善这一情况的目的，本文提出设计出一款基于嵌入式控制技术的智能鱼缸，解决人们养鱼难管理的烦恼，探索更加智能化的生活。 标签：智能化生活；嵌入式系统；单片机控制；乐趣养鱼；物联网 1 系统功能组成 随着传感器技术的发展，各种传感信息的获取已成为可能，结合成熟的计算机信息处理技术，可以实现水质参数监测的数据化、实时化，并参考水产养殖的专家数据，通过控制加热设备、水循环设备、增氧设备该系统的控制对象是鱼缸，包括一个中央控制模块，其功能是通过嵌入式网络控制技术与用户通信，用户通过触摸屏实现溶氧控制开关、灯光控制开关、充气控制开关、加热控制开关、PH 值控制开关的远程控制等。 2 系统硬件结构 本系统核心控制芯片采用STC89C51单片机，该芯片使用简单、方便、成本低。DS18b20 温度传感器：工作温度范围-55°到+125°，转换为4mA～20mA 的电流输出，利用温度传感器实时监测水温并控制加热棒对对水体加热，利用换水来降温。传感器采集到的模拟电流信号分别送入4 个12 位A/D，转换成对应的数字编码，串行输入到数据处理模块单片机STC89C51。 经编程处理后相关数据送显示器显示实测数值，键盘用于设置水质参数专家数据，当水质不达标时进行相应的调整，温度太低时自动启动加热设备，水含氧量过低时启动增氧设备，水浑浊时自动启动水循环设备，实现水质的自动调整；用户随时可以在手机端查看所有设备状态，或控制设备开关，调整参数范围实现实时监控；当水质自动调整出现异常时，系统通过短信向用户发出相应的警报，提供对异常状况的适应能力。 系统设计时需要注意的水质及环境参数有：水溶氧量、水温、光强度、水质浊度等参数[1]，表1 显示控制系统对各项参数的处理内容。 2.2 软件设计 本系统采用Keil C51 集成环境开发软件部分，它兼容了C语言软件开发系统，为用户提供了丰富的库函数和功能强大的集成开发调试工具。软件流程分为主流程和串口流程，主流程用来采集传感器数据、控制执行机构、自动调整，串口流程中进行手机指令的接收判断。
基于单片机的智能台灯设计 The design of Intelligent Table Lamp Based on Microcomputer 制作人员： 2015.5.14 摘要
随着科技的发展，单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹，台灯已是千家万户的必需生活用品，当夜晚来临时，人们摸黑去开灯，非常不方便，而当离开时，人们又经常忘记关灯而造成巨大的能源浪费。 因此我们设计制作了一种智能台灯，主要是以热释电红外传感器re200b，光敏电阻传感器和单片机组成的红外传感控制电路。其原理是：以人体红外辐射为传感信号，当人体在台灯的范围内且环境光强较弱时，自动感应开灯，省去黑夜摸灯的麻烦；当人离开台灯传感器检测范围，自动感应关灯。智能台灯还可以进行光亮（4档）的调节，以便达到最舒适的光亮；台灯还具有显示时间与室温的功能。 关键词：智能台灯；at89s52；热释电红外传感器re200b；时钟芯片ds12c887；温度传感器ds18b20；光敏传感器。 一.智能台灯功能介绍
（1）、光亮调节：在不同的情况下需要不同的光亮来满足需求，因此我们通过给单片机四个IO 口不同的电平，设置了四种光亮强度，以便达到不同的需求。 （2）、“天暗时，人来灯亮，人走灯灭”功能的实现：运用51单片机产生的方波信号驱动红外发射管发射红外线；运用三脚的红外接收头接收红外信号，当人挡住红外信号，红外信号就会反射被红外接收头接收；并且通过光敏传感器对外界的光强进行判断，在环境光线亮度达不到设定阈值时，DO 端输出高电平，当外界环境光线亮度超过设定阈值时，DO 端输出低电平。由单片机检测红外接收头是否接收到红外信号，以及光敏传感器的DO 端的电平高低，从而决定led 灯部分的亮度。由此实现“天暗时，人来灯亮，人走灯灭”。 （3）、时钟部分：运用时钟芯片DS12C887产生时钟信号，由单片机读取其信号，并将数据处理之后送到液晶显示。由于DS12C887内部有集成的电池，所以即使断电，时钟仍会走时准确，从而使该台灯更实用、更省电。此时钟还配有按键，通过按键即可方便的调节时钟，还有闹钟功能。 （4）、温度显示：运用DS18B20芯片感应温度，由单片机读取其信号，并将数据处理后送到液晶显示，从而显示当时的温度。 二、传感器的选择及功能介绍 传感器 传感器是能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置，它通常由敏感元件和转换元件组成，它的性能直接影响到整个检测电路，对检测系统起着重要的作用。 热释电红外传感器re200b 智能台灯 温度 显示 闹钟 部分 人体红外感应 4档 光亮 调节 光敏传感器
摘要 本文设计了一个鱼缸智能控制系统。目前各式各样的观赏鱼缸之类的工艺产品逐渐进入了家庭和宾馆、商场等公共场所，由于现有的观赏鱼缸的水温检测、液位控制、水循环等操作都需要人为的手工进行，这就给人们带来了很大的不便。本文通过对目前大多数鱼缸控制设备应用现状的分析和研究，提出了一种鱼缸智能控制系统的设计方案。 针对目前大多数鱼缸控制设备价格昂贵、安装繁琐、运行费用高，一般的用户难以使用的情况，结合单片机强大的开发技术，设计制作了一种以单片机为控制核心，结合传感器技术，可以实现鱼缸温度自动检测、温度显示、鱼缸水位控制、水泵自动给水、智能控制灯光开关的鱼缸智能控制系统。此系统的硬件部分主要包括单片机主控制模块、温度检测模块、温度显示模块、水位控制模块、继电器控制模块和供电模块。软件部分主要运用C语言程序编写，主要包括主控制程序、温度检测程序、温度显示程序、时钟设置程序。 通过较长时间的运行测试，结果表明该智能控制系统运行稳定可靠、操作简单方便、具有多种节电工作模式。同时该系统设计灵活、结构简单、成本低廉，可广泛用于安装鱼缸的场所。 关键词：鱼缸；单片机；智能控制；
Abstract With the aim to improve the deficiency of current aquarium control system, a design of intelligent control system of aquarium is stated in the thesis. Nowadays, various aquariums are commonly seen in families, hotels, and other places like supermarkets. However, many operations such as water temperature detection, water level control, water circulation have to be manually operated, thus bringing much inconvenience. Based on the studies and analysis of current situation of the application of aquarium control facilities, a set of design of aquarium intelligent control is proposed in the thesis. The intelligent control system is designed to cope with the problems existing in aquarium maintaining, such as expensive facilities and maintenance cost, cumbersome installation, and poor user-friendliness. Combined with the strong development technologies of microcontroller, taking chip microprocessors as the control core and combining sensor technology, has realized multifunctions, several models are included in the system, automatic control of aquarium temperature and light, temperature display ,water level control, automatic water supply pump, etc. The hardware of the system consists of main control module of the micro control, temperature detection module, temperature display module, water level control module, relay control module and electricity supply module; while the software program is compiled by C language, consists of main control program, temperature detection program, temperature display program, clock setting program. After a comparably long period of working test, it is proved that the system functions reliable with multiple electricity saving models available. Meanwhile, the system outstands with advantages of its flexible design; convenient operation, simple construction and low cost, making it easy to be manufactured on a large scale. This system can be applied in aquariums of different places. Keyword: aquarium ; microcontroller; intelligent control;