基于51单片机的智能水族箱设计
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基于51单片机的智能家居温控热水器系统设计1. 引言1.1 背景介绍智能家居技术近年来得到了广泛的关注和应用,其通过智能化的设备和系统,实现了对家庭环境的智能控制和管理。
智能家居温控热水器系统是智能家居中的一个重要组成部分,能够提高家庭生活的舒适度和便利性。
目前市场上的智能温控热水器系统主要以智能手机控制为主,但是由于操作界面复杂、依赖网络、易受干扰等问题,用户体验并不理想。
基于51单片机的智能家居温控热水器系统设计具有很大的实用意义和市场前景。
通过本研究,可以实现温控热水器的自动化控制和智能化管理,为用户提供更加便捷、舒适、节能的家居生活体验。
基于51单片机的系统设计具有成本低、稳定性高、易于维护和扩展等优点,适合在智能家居领域中得到广泛应用。
本研究将围绕基于51单片机的智能家居温控热水器系统设计展开,以提升用户的生活品质和智能家居技术的发展水平。
1.2 研究意义智能家居温控热水器系统在当今社会中具有重要的研究意义。
智能家居技术的发展已经成为未来生活的趋势,人们对于家居生活的舒适度和便利性要求越来越高,智能家居系统在实现这些要求上具有重要意义。
热水器作为家庭生活中不可或缺的设备之一,其安全性和节能性直接关系到家庭成员的生活质量和能源消耗,因此研究智能家居温控热水器系统具有重要的社会意义和经济意义。
通过智能家居温控热水器系统的设计和研究,还可以促进相关领域的技术创新和发展,推动智能家居产业的发展,为人们提供更舒适、便捷、安全的家居生活体验。
研究智能家居温控热水器系统具有重要的意义,不仅可以提高家庭生活的品质,还可以促进相关领域的发展和创新。
1.3 研究目的研究目的是为了设计一种基于51单片机的智能家居温控热水器系统,实现对热水器的远程控制和智能化管理。
通过该系统,用户可以通过手机App或者Web界面对热水器进行远程控制,实时监测热水器的工作状态和温度,并设置定时开关机功能,提高用户的生活品质和舒适度。
论文设计说明书题目:海丰热电公司800立方米水箱单片机控制系统姓名:指导教师:摘要本单片机系统设计的目的是应用单片机控制技术,以8051单片机为核心控制庆丰热电公司的800立方米的水箱的水位,并实现了报警和手动、自动切换功能。
该系统操作方便、性能良好,比较符合电厂生产用水系统控制的需要。
本文还详细的给出了相关的硬件框图和软件流程图,并编制了该汇编语言程序。
关键词:单片机水位控制报警目录摘要 (1)目录 (2)一、单片机的说明 (3)1、8051单片机简介 (3)2、单片机的时序 (5)3、引脚极其功能 (6)二、水箱给水设备系统的构成 (10)三、本系统8051单片机控制部分 (12)四、本系统的工作原理 (13)五、主程序框图 (14)六、本系统程序清单 (17)七、附录:本系统电路图 (21)一 8051单片机系统说明1. 8051单片机简介目前,8051单片机在工业检测领域中得到了广泛的应用,因此我们可以在许多单片机应用领域中,配接各种类型的语音接口,构成具有合成语音输出能力的综合应用系统,以增强人机对话的功能。
89C51是Intel公司生产的一种单片机,在一小块芯片上集成了一个微型计算机的各个组成部分。
每一个单片机包括:一个8位的微型处理器CPU;一个256K的片内数据存储器RAM;片内程序存储器ROM;四个8位并行的I/O接口P0-P3,每个接口既可以输入,也可以输出;两个定时器/记数器;五个中断源的中断控制系统;一个全双工UART的串行I/O口;片内振荡器和时钟产生电路,但石英晶体和微调电容需要外接。
最高允许振荡频率是12MHZ。
以上各个部分通过内部总线相连接。
下面简单介绍下其各个部分的功能。
中央处理器CPU是单片微型计算机的指挥、执行中心,由它读人用户程序,并逐条执行指令,它是由8位算术/逻辑运算部件(简称ALu)、定时/控制部件,若干寄存器A、B、B5w、5P以及16位程序计数器(Pc)和数据指针寄存器(DM)等主要部件组成。
空载损耗,即:P=P0=180kW3.2主变其他耗能由于小浪底水电站主变压器为三相油浸式水冷变压器,冷却方式为强迫油循环水冷却,程序内设定变压器高低压侧任意一侧断路器合闸时,其循环油泵开始工作,循环主变绝缘油至冷却器冷却,由此可知,当停3#、6#机组时,其主变仍在投运,油泵仍在运作,仍在消耗厂用电,经查,油泵功率约为3.7kW。
另外,由于主变冷却器为水冷,其冷却水流量大约为180m3/h,只要主变在运行,就一直有冷却水消耗。
而停其他机组时,对应主变停运,油泵停运,不消耗功率,不消耗水资源。
总体来说,2017年小浪底水电站3#、6#机组并网时间占比高于2016年,可知2017年运行人员在停机时优先选择停3#、6#之外的机组,减少了主变总体耗能,继而减少了厂用电率。
4结语作为河南省内重要的调峰调频电厂,小浪底水电站开停机频繁,运行人员在停机时一般是随机选择,保证每台机停机次数相近。
但当选择3#、6#机组停机时,其主变仍在运行,增加了主变总空载损耗,提高了厂用电量,造成了电能浪费。
所以,对电站机组进行停机操作时,运行人员可适当保留3#、6#机组在运行,优先停其他机组,减少主变总体运行时间,减少空载损耗,降低厂用电率,节省水资源,从而更好地实现电站变压器的经济运行,产生更大的经济效益。
[参考文献][1]张树伟,鲁跃军,贡奎生.变电所主变压器最佳节能运行方式的探讨[J].黑龙江电力,2007,29(4):286-287.[2]屈文斌.变压器空载损耗研究[J].陕西工业职业技术学院学报,2011,6(1):26-29.[3]敖文生.变压器经济运行研究[J].电气技术,2007(S1):49-58.[4]赵冰.浅谈变电所内变压器的经济运行[J].民营科技,2017(11):41.[5]李瑞晨.变压器的使用及经济运行[J].河南科技,2015(21):114.收稿日期:2018-04-02作者简介:陈健(1991—),男,河南人,助理工程师,主值班员,从事电站运行调度管理工作。
基于51单片机的智能家居温控热水器系统设计随着科技的不断进步,人们对生活质量的要求也越来越高,智能家居成为了当今社会的热门话题。
智能家居温控热水器系统作为家庭生活中不可或缺的一部分,其设计和研发一直备受关注。
本文将介绍基于51单片机的智能家居温控热水器系统设计,让我们一起来探讨一下吧。
一、系统设计原理1. 系统结构本系统主要由传感器模块、控制模块和显示模块三部分组成。
传感器模块负责采集环境温度和水温数据,控制模块根据采集的数据进行控制,显示模块用于显示当前的温度状态和控制模式。
2. 工作原理系统首先通过温度传感器获取当前环境温度和热水器水温数据,然后通过51单片机进行数据处理和控制。
根据设定的温度阈值,控制热水器加热或停止加热,实现温度的智能控制。
通过显示模块显示当前的温度状态和控制模式,让用户可以方便地了解热水器工作状态。
二、硬件设计1. 传感器模块传感器模块主要包括温度传感器和水温传感器。
通过温度传感器可以获取环境温度数据,通过水温传感器可以获取热水器水温数据。
这里选择了数字温度传感器DS18B20和水温传感器DS18B20,这两种传感器具有较高的精度和稳定性,可以满足系统的需求。
2. 控制模块控制模块采用51单片机作为核心控制器,通过51单片机可以方便地进行数据处理和控制。
控制模块还包括继电器模块,用于控制热水器加热或停止加热。
继电器模块采用的是电磁继电器,具有较好的耐久性和可靠性。
3. 显示模块显示模块采用液晶显示屏,可以实时显示当前的温度状态和控制模式。
通过液晶显示屏,用户可以方便地了解热水器的工作状态,提高了系统的可操作性和用户体验。
1. 程序设计51单片机的程序采用C语言进行编写,主要包括数据采集、数据处理和控制指令发出三部分。
程序通过定时任务的方式,定时采集温度数据,并根据设定的温度阈值进行控制指令的发出,实现温度的智能控制。
控制算法采用PID控制算法,通过对系统的温度变化进行实时监测和调整,可以使系统在变化的环境温度下,保持较好的稳定性和控制精度。
目录引言 (1)1概况和现状的分析 (1)1.1概况 (1)1.2现状的分析 (1)2总体设计 (2)2.1总体设计的要求 (2)2.2总体设计框架 (3)3 硬件介绍 (3)3.1单片机 (3)3.1.1单片机概述与基础 (3)3.1.2单片机与单片机系统 (4)3.1.3单片机应用领域 (4)3.1.4主控芯片单片机的选择 (5)3.1.5 AT89S52的主要性能 (6)3.1.6单片机管脚说明 (6)3.1.7单片机的电源电路和备用电路 (8)3.1.8 AT89S51 时钟电路 (9)3.1.9复位电路 (9)3.2 DS12887 (10)3.2.1 DS12887引脚结构 (10)3.2.2 DS12887 主要功能介绍 (11)3.3.3 DS12887内部功能 (11)3.4 MAX7219 (12)3.4.1 MAX7219引脚结构 (13)3.4.2 MAX7219主要功能介绍 (14)3.4.3分类信息 (14)3.4.4规格: (14)3.4.5应用MAX7219 芯片注意问题 (14)4 硬件电路图的设计 (15)4.1 硬件电路图的连接 (15)4.2硬件电路设计优点 (16)5 系统的程序设计 (16)5.1主程序的设计 (16)5.2 系统测试子程序 (18)5.3 读取时钟数据子程序 (19)5.4 数据处理子程序 (20)5.5 .数据显示子程序 (20)6结束语 (21)致谢 (21)参考文献 (22)智能水箱冲水装置的设计摘要:智能有效的节水系统研制对于我们倡导的可持续发展有着重要的意义,此次我设计了一种自适应节水系统,阐述了系统的硬件和软件设计方法,该系统以D512887 为时钟芯片,以89S52单片机为核心,实现了自动放水、红外模式、定时模式等自适应控制功能,并且附加了控制器上的时钟显示功能.该系统经过仿真运行,能有效地节水且符合设计要求。
关键词: D512887 ,AT89S52,红外模式,定时模式引言我国是一个水资源短缺,也是用水量巨大的国家。
设计制作数码世界 P .125家用智能鱼缸设计叶子馨 李东青 杨宜澄 山东科技大学摘要 :随着单片机技术和传感器技术在家居生活中的应用,人们生活方式越来越自动化和智能化。
传统的鱼缸都是人工进行喂食,需要手工操作,存在一定的不便。
因此设计一款基于单片机的家用智能鱼缸,在设定的时间到来时,通过控制电机旋转,将食物倒入鱼缸中,对鱼进行喂食。
同时利用水位传感器实现对鱼缸水位的检测,在水位低于设定值时进行自动加水。
增加温度检测功能,对鱼缸内水的温度进行检测,并在水温过低时进行自动加热。
设计实现了对鱼缸的智能化管理,具有很好的使用价值。
关键词:篮球计时 单片机 功能按键 数码管显示引言但传统的鱼缸喂食和换水都是由人工负责。
喂食和换水的时间也受繁忙程度限制。
一旦主人因为事情没在家,就会出现无人喂食和换水现象。
本设计借助于单片机和传感器技术,设计一款智能化的鱼缸,自动实现对鱼的喂食和换水。
1 整体设计本设计采用温度传感器、水位传感器对鱼缸内水温和水位进行检测;通过单片机的定时技术对喂食时间进行设置;采用电机旋转实现食物的抛撒;通过电磁阀控制进水和出水;利用加热棒实现对鱼缸水温的控制;此外还设计了显示单元,可以显示当前鱼缸的状态。
系统功能如下图1所示。
图1 系统功能框图2 系统设计与实现2.1自动喂食设计自动喂食功能,是在定时的喂食时间到来时,通过控制电机的旋转来实现。
设计电路如图2所示。
图2 自动喂食电路电机的驱动器件选择ULN2003芯片。
ULN2003是一款耐压等级高、驱动电流大的复合晶体管,兼容TTL 和CMOS 电平驱动。
单片机通过驱动ULN2003芯片,间接驱动步进电机的正转和反转,实现自动喂食的功能。
2.2水位检测设计鱼缸的高水位和低水位检测传感器选择液位开关。
安装在鱼缸的高水位检测点和低水位检测点。
在鱼缸内水位没有达到下限时,低水位点传感器输出高电平信号,水位达到下限时输出低电平,高水位检测原理相同。
能时,需要将多个产品机械组合起来。
由于现今行业标准没有达到统一,很多产品并不能实现兼容,而且简单机械的组合除了兼容问题还会引起彼此互相干扰,并带来电资源浪费,产品使用情况达不到用户期望值。
因此我设计了一款以wifi 通信技术和传感器技术为主的多功能水族箱控制系统[1] [2]。
1 系统总体设计智能水族箱的系统分为两部分:硬件模块和手机Android软件模块。
硬件模块的主要功能是:控制水族箱的操作并报告温度功能。
手机软件模块的主要功能是:实现数据的收发和控制。
硬件模块使用wifi串口模式与软件模块通信,该模式简单快速[3]。
系统的组成如图1所示。
图1 系统的组成图■1.1 系统功能部分智能水族箱控制系统旨在全面检查和研究目前市场上不同类型的鱼缸控制设备。
整个智能wifi水族箱控制部分功能组成有:即手动/定时氧合系统,手动/定时进料控制,自动LED灯控制,实时温度监测和控制系统。
这些功能独立的子系统都由单片机统一控制。
智能wifi水族箱控制系统还包括一个上电复位电路和一个DS1302时钟模块,用以系统的智能操控。
实现wifi模块与手机控制终端之间的通信,包括发送相关的控制命令和参数,上位移动终端和下位智能鱼缸一起形成一个完整的智能控制系统。
因此设计该系统时要考虑的环境参数有:温度,含氧量,光照,鱼饲料等参数。
表1为智能wifi水族箱控制系统参数的处理。
表1 系统控制参数项目控制参数相应的处理措施一水的温度温度传感器系统获取实时温度,与设定的温度值时行比较,低了就打开加热器加热二氧气溶量手机设定氧气量或者定时开关气泵充氧三水位超声波传感器检测水位,设置两个阈值,实现加水排水四灯的亮度手机控制LED灯的开关五喂养量手机设置喂食量或者定时对喂食器实现开关2 系统的硬件部分智能wifi水族箱的硬件部分由六个模块组成,即MCU 核心控制模块,温度传感器DS18B20模块,wifi模块,时钟芯片DS1302控制模块,自动感应LED灯和驱动电机。
摘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 语言目录摘要 (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!未定义书签。
参考文献 (17)附录18第一章绪论1.1 研究目的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。
智能水族箱控制系统的研究与设计摘要:本文基于对目前市场上大多数观赏鱼缸功能的分析和研究,提出了一种多功能的智能水族箱控制系统的设计方案。
该系统以单片机为核心芯片,采用数字温度传感器、红外水位传感器对水温和水位实现恒温控制、液位高度控制等,并且可根据用户需求设置控制参数。
本文从功能简述、元器件选择、硬件电路设计和软件设计等几个方面对该水族箱智能控制系统进行阐述。
该系统设计灵活、结构简单、成本低廉、易于规模化生产,可广泛用于家庭和酒店等适合水族箱安装的场所。
关键词:水族箱;智能控制;单片机1 引言目前越来越多的人开始注重生活品质,并且对于身边环境要求也越来越高。
水族箱以其较高的观赏性和实用性,受到大众的喜爱。
水族箱用来饲养热带鱼或者金鱼的玻璃器具,起到观赏的作用,是为观赏用、专门饲养水生动植物的容器,是一个动物饲养区,通常至少有一面为透明的玻璃及高强度的塑料。
水族箱内人工饲养著生活于水中的植物及动物。
如果家中有小型水族箱来养殖观赏鱼或者景观,不仅可以陶冶情操,美化环境还可以放松心情缓解压力。
2 系统方案设计2.1智能水族箱控制系统的组成本系统由电源模块、核心控制模块、按键及显示模块、水位检测及水位高度控制模块、水温检测及恒温控制模块、晶振模块、复位模块组成。
其核心控制模块由单片机组成,再配合以温度传感器、液晶显示器、继电器驱动电路、LED驱动电路等外围电路组成一个完整的硬件电路系统。
2.2智能水族箱控制系统的基本功能本设计以STC公司生产的 STC89C52单片机为核心控制单元,将传感器技术与检测技术结合起来,开发出一套可以具有水位高度控制和实时温度检测及恒温控制于一体的智能水族箱控制系统。
3 系统的硬件设计3.1 温度传感电路设计智能温度传感器是微电子技术、计算机技术和自动测试技术的结晶。
智能温度传感器由五部分组成,分别为温度传感器、A/D转换器、信号处理器、寄存器以及接口电路。
其优点是能便捷的输出所需温度数值和有关的温度控制量,并且它适合各种微控制器。
基于单片机的水箱控制系统的设计水箱控制系统是一种基于单片机的自动控制系统,用于监测和控制水箱的水位。
它可以根据设定的水位,自动控制水泵的启停,确保水箱始终保持在设定的水位范围内。
本文将详细介绍该水箱控制系统的设计。
在设计水箱控制系统之前,需要明确系统的功能需求和技术限制。
在此我们假设需要实现以下功能:1.水位检测:实时检测水箱的水位,可以使用浮球或者超声波传感器进行水位检测。
2.水泵控制:根据设定的水位范围,自动控制水泵的启停,可以使用继电器进行水泵的控制。
3.显示功能:在液晶显示器上显示当前的水位和系统状态。
4.报警功能:当水位超出上下限范围时,触发报警功能,可以使用蜂鸣器发出警报声。
基于以上需求,我们可以进行水箱控制系统的设计。
首先,需要选择合适的单片机开发板。
常用的选择包括Arduino和STM32等,这些开发板具有丰富的GPIO口和通信接口,非常适合本系统的需求。
其次,需要选择合适的传感器来检测水位。
浮球传感器是常用的水位传感器之一,其工作原理是通过浮球的上下浮动来检测水位的高低。
另外,超声波传感器也可以用于水位检测,其工作原理是通过发射和接收超声波来测量物体与传感器之间的距离。
两种传感器的选择应根据具体的应用场景和需求进行决定。
接下来,需要选择合适的继电器来控制水泵。
继电器是一种用于控制高功率负载的开关设备。
我们可以选择合适的继电器将水泵与单片机连接起来,从而实现水泵的启停控制。
系统的主控单片机需要编写相应的程序来实现水位的监测和水泵的控制。
在程序设计中,可以采用中断方式来实时检测水位传感器的输出,并据此控制水泵的启停。
同时,可以在程序中设置相关的条件判断,当水位超出预设的上下限范围时,触发相应的报警功能。
最后,还需设计显示和报警功能。
可以通过连接液晶显示器来显示当前的水位和系统状态,通过连接蜂鸣器来发出报警声。
这些外部设备的控制可以通过单片机的GPIO口来实现。
总结而言,基于单片机的水箱控制系统设计涉及到硬件选择、传感器选择、继电器选择、程序设计以及外部设备的连接和控制等多个方面。
基于51单片机的智能家居温控热水器系统设计随着科技的不断发展,智能家居系统已经成为了未来家庭生活的一部分。
智能家居系统可以通过各种传感器和控制器实现对家居设备的智能控制,从而为人们提供更加舒适和便利的生活体验。
在智能家居系统中,温控热水器是一个非常重要的家居设备,它可以通过智能控制系统实现对热水的智能控制,为人们提供舒适的洗浴体验。
本文将介绍基于51单片机的智能家居温控热水器系统设计,包括系统的硬件设计和软件设计。
一、系统概述本系统使用51单片机作为控制核心,通过温度传感器实时监测水温,使用继电器控制加热元件,实现对热水器的智能控制。
系统具有智能温控、远程控制、定时功能等特点,可以为用户提供更加智能、便捷、舒适的热水使用体验。
二、系统硬件设计1. 51单片机:作为系统的控制核心,可以实现对各个传感器和执行器的数据采集和控制。
2. 温度传感器:用于监测热水的温度变化,将实时的温度数据传输给单片机。
3. 继电器:用于控制加热元件的通断,实现对热水器加热的控制。
4. 液晶屏:用于显示热水的温度、工作状态等信息。
5. 按键:用于用户对系统进行设置和控制。
6. 无线模块:实现系统的远程控制和监测功能。
1. 温控算法:通过单片机实时监测温度传感器的数据,根据预设的温度范围进行温控算法,控制继电器的通断,实时调节加热元件的工作状态,以实现对热水温度的智能控制。
2. 用户界面设计:通过液晶屏和按键实现用户界面的设计,用户可以通过按键设置温度范围、定时功能等参数,并且实时显示热水的温度、工作状态等信息。
3. 远程控制功能:通过无线模块实现系统与手机或电脑的连接,用户可以通过APP或网页对热水器进行远程控制和监测。
4. 定时功能:用户可以通过系统设置热水器的开关时间,实现对热水器的定时控制。
四、系统性能测试为了验证系统设计的准确性和稳定性,需要对系统进行性能测试。
通过实际测量和记录,可以验证系统在不同温度范围下的控制精度和稳定性,以及对定时功能和远程控制功能的实时响应。
摘要单片机自20世纪70年代问世以来,以其极高的性能价格比,受到人们的重视和关注,应用很广、发展很快。
而51单片机是各单片机中最为典型和最有代表性的一种。
随着我国城镇建设的快速发展,有关城市的水、电、气、暖表的管理和抄表出现的问题也日益突出,根据自来水网的改造、智能小区的建设以及实施“一户一表”工程的需要,本文设计了一种基于AT89C5单片机的智能网络水表,智能网络IC卡水表通过集中器和上位机管理系统连接,将水表的数据传输给远方的上位机,同时上位机管理系统通过集中器对智能网络水表进行监测和管理。
本文采用AT89C51单片机作为主控芯片,开发一种基于IC卡技术的智能水表。
该智能水表可实现总水量累计、月水量统计、水费计算与管理(报警金额、基础水量、计划水量),以及水阀控制等功能。
同时具有预存水费、欠费提示、欠费停水等功能。
关键词:智能水表 AT89C51 IC卡技术AbstractBecause of its extremely high performance-price ratio, the single-chip computer (SCC) has been paid great attention to ever since it came out in 1970s of 20th Century, and has gained an extensive applicable field and fast development. Among all kinds of SCCs, 51 SCC is the most typical and representative one. More and more probelems are arising on the management and record-reading of water meter,electricity meter,and natural gas mater systems as the community development is growing fast.Aiming to slove these problems,the thesis designed a remote central meter reading system and intelligent water system, development of intelligent resident community and the high demand of one meter per family project.This intelligent water mater will collect the data and transfer it to the remote upper-level managing system via concentrator and upper-level management system,while the upper-level management system is responsible for monitoring and managing intelligent water meter network.In this paper, AT89C51 SCM as a master chip, the development of IC card technology based on the intelligent meter. The intelligent meter can realize the accumulated water, water, statistics, computing and management of water (the amount of alarm, basic water, the water plan), and valve control functions. At the same time with stored water and delinquent tips, delinquent water, and other functions.KEY WORDS: Intelligent water meter AT89C51 IC card technology第一章绪论随着我国城镇建设的快速发展,有关城市的水、电、气、暖表的管理和抄表出现的问题也日益突出,根据自来水网的改造、智能小区的建设以及实施“一户一表”工程的需要,本文设计了一种基于AT89C51单片机的智能网络水表,智能网络IC卡水表通过集中器和上位机管理系统连接,将水表的数据传输给远方的上位机,同时上位机管理系统通过集中器对智能网络水表进行监测和管理。
智能生态鱼缸作者:华从辉罗继东吴煌勇倪嘉欣刘亚新来源:《中国新通信》 2017年第21期【摘要】本装置基于51 系列单片机控制的,装置内的单片机将超声波模块反馈的数据处理计算得出水位并利用单片机定时中断自动换水、自动投食、使用DS18B20 检测水温并提示水温是否在适宜范围内、酷炫彩灯、等功能。
该装置可使我们放心地出门旅游或出差,该装置给我们生活带来了极大的便利。
【关键词】鱼缸自动控制单片机智能随着我国经济的快速发展,人们开始追求越来越高的生活品质,家居环境的个性化、环保化也越来越受到人们的重视,人们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,一个生机勃勃的生态鱼缸是大多数人们最理想的选择。
但是城市生活压力大人们常常疏于照顾鱼缸这样往往导致鱼死草枯。
本装置意在制作一个基于单片机控制的智能生态鱼缸。
使人们随时都可以看到一个生机勃勃的鱼缸。
人们通过超声波测距模块、测温模块、发光二极管、LED 数码管显示模块、红外线感知模块、音频播放模块、投食模块及蓝牙模块,可以看到鱼缸实时状态。
鱼缸内会种植一些植物,安装植物生长灯既美观又保证植物的光合作用。
本装置采用STC89C52 单片机作为主控模块,通过将DS18B20 温度传感器、超声波传感器等各类传感器反馈回来的信息进行处理计算并控制电机及各类输出设备来实现鱼缸的不同功能。
本装置在电源方面,通过将220V 交流电用电源适配器转换为12V 的直流电。
12V 直流电流主要有两种流向:第一种流向将12V 直流电直接供给L298N 电机驱动模块,通过单片机控制电机驱动来实现投食电机、搅拌电机和水泵的控制。
第二种流向将12V 直流电通过7805 稳压模块转换为5V 直流电供给单片机及各类传感器等电子元件。
通过继电器可实现工作电源和备用电源的自动切换。
从而装置在停电时仍能继续正常工作。
本装置的显示模块采用LCD12864 液晶屏,点阵式图形液晶显示屏是 LCD 的一种能够动态显示图形汉字以及各种符号信息为各种电子产品提供了友好的人机界面点阵式图形液晶显示屏的主要特点如下:工作电压低、微功耗、体积小、可视面积大、无电磁辐射、数字接口、寿命长等特点。
• 125•基于51单片机的智能水族箱设计武夷学院机电工程学院 王明发 邵海龙 陈 伟 赖富东 【摘要】智能水族箱控制系统,以STC12C5A60S2单片机为主控,结合各类传感器技术,集多种控制功能,形成一套基于单片机控制的自动供氧、喂食、灯光、温度控制、水循环、酸碱度监测的智能化操作控制系统。
保证了对环境的实时监控,使得水族箱系统可以稳定、高效、智能化运行。
并且通过显示器,用户可以方便的看到当前水质的参数信息,大大提高了水族生物的存活率。
同时该系统还可以利用手机APP 完成相应的设置与控制。
该系统克服了传统水族箱机械化,智能化程度低,不能远程管理等劣势,并且系统模块化设计、成本低廉、易于量产等优势,有着广泛的市场前景和商业价值。
【关键词】智能水族箱;STC12C5A60S2单片机;传感器;自动化Design of Intelligent Aquarium based on 51 Micro Controller UnitWang Mingfa,Shao Hailong,Chen Wei,Lai Fudong(Mechanic and electronic engineering Wuyi university Fujian Wuyishan 354300)Abstract:The intelligent aquarium control system takes STC12C5A60S2 single chip computer as the main control,combines various sensor technology,gathers many kinds of control functions,forms a set of automatic oxygen supply,feeding,lighting,temperature control,water cir-culation,based on the single chip microcomputer control,Intelligent operating control system for pH monitoring.It ensures the real-time monitoring of the environment and makes the aquarium system run stably,efficiently and intelligently.And through the display,users can easily see the current water quality parameters information,greatly improve the survival rate of aquatic organisms.At the same time,the system can also use mobile phone APP to complete the corresponding settings and control.The system overcomes the disadvantages of traditional aquarium mechanization,low intel-ligence,and can not be managed remotely,and has the advantages of modularized design,low cost and easy mass production.It has a wide market prospect and commercial value.Key words:intelligent aquarium;STC12C5A60S2MCU;sensor;automation1 引言当下越来越多的人开始在家中和办公场所布置水族箱,但是大部分人却没有养殖经验或者疏于管理,导致水族生物的死亡。
为了提高大众的养殖乐趣和解决水生物存活率等问题,智能化控制被应用在水族箱设计中。
但是当前市场上的水族箱内部设备并非全部的智能化、各控制部分相互独立工作,维护管理工作量大,而且造成资源的浪费。
基于此,从系统集成开发的角度,进行智能水族箱操作系统设计,形成一套基于STC12C5A60S2单片机控制的氧气检测、自动投食、灯光、温度控制、水循环、酸碱度监测的智能化操作系统;该系统制造成本低、智能程度较高、可远程控制、便于管理等优势,可广泛安装于家庭、宾馆、高级写字楼等场所。
2 系统总体结构设计智能水族箱控制系统以STC12C5A60S2单片机为主控制芯片,外围电路由温度传感器、蓝牙通讯模块、时钟控制电路模块、灯光控制模块、供氧模块、喂食模块、水循环模块、酸碱度检测模块、手机端控制界面等组成。
系统结构框图如图1所示。
3 系统硬件电路设计智能水族箱控制系统的硬件共由九部分组成,分别为主控单元、温度采集电路、投食模块、供氧模块、酸碱度检测与水循环、无线通信电路、电源电路模块、时钟控制电路、灯光控制模块和液晶显示模块。
3.1 主控单元设计该系统主控采用单时钟周期的STC12C5A60S2单片机完成,该款单片机比普通51单片机运行速度快8-12倍,具有多路AD转换器,I/O口具有四种状态选择,从而增加了端口的使用方案。
便于后面的外设挂接。
图1 智能水族箱控制系统框图3.2 温度采集电路设计温度采集选择DS18B20单总线数字温度传感器,该传感器单一数据总线,其与单片机的I/O口连接,实现微处理器与 DS18B20 的通讯。
采集温度时,仅需通过单片机读取I/O口的输入数据,进行数据转化,即可得到实时温度,实现对环境温度的检测。
当温度低于设定的下限时,启动加热棒对水进行升温操作;当温度超过上限时,启动换水电机,进行换水操作。
3.3 投食模块设计水族箱投食设计兼顾自动与手动两种方式。
用户在家时可通过手动投食方式增加养殖乐趣。
其中投食模块中的储物盒、投食装置采用3D打印技术自行设计完成,自动投食装置利用直流电机进行控制。
当用户繁忙或外出无闲暇时间进行喂养时,可设置自动喂食时间(三档的功能:即时投喂、12小时投喂、24小时投喂),根据水族箱的鱼类数量,可以改变投食口的大小,进而控制单次投食的量,使鱼类正常生长和发育。
该模块实物图如附件图2所示。
3.4 供氧模块设计氧气为水族箱的生机来源,该养殖箱系统供氧采用低压(12v)• 126•供氧电机完成,用户可通过气阀开关量的大小调节氧气进气气量大小,利用远程APP 、定时、手动三种方式完成氧气泵的开停。
从而保证水族箱溶解氧的浓度,为鱼儿的正常生长提供必需的氧气。
3.5 酸碱度检测与水循环装置设计水族箱酸碱度检测,主要完成养殖箱水PH 值检测、采集模块检测水质的酸碱度,利用ADC0809将采集到的数据进行转换,得到实时水质酸碱度,当水质酸碱度超出设定范围时,系统发出警告信号同时向手机APP 发送相关信息,以便养殖者时时了解水族箱相关信息。
同时控制系统自动打开水泵,对鱼缸进行换水,使水族箱的酸碱度保持在合适的范围内。
考虑到水族箱不能一次对全部原态水的换水而保证鱼儿无法适应水族箱环境的突变,引发鱼儿的死亡。
当完成换水水族箱水容量1/3水位后,如果PH 值还是无法达到设定标准的情况,系统不会继续换水,而是延时6个小时后继续水PH 值的调节。
这样保证不会因为大量换水,从而造成鱼儿的死亡。
3.6 无线通信本设计中采用HC-05嵌入式蓝牙串口通讯模块,负责单片机与手机之间的数据传输,实现手机端对水族箱各项数据的实时监控和操作,为用户的操作和监管提供了便利。
3.7 电源电路设计本系统采用12V/5V 直流电源供电,12v 为外置电源输入,为驱动、电机提供所需电压,利用稳压电路将12v 电压转为5v ,为电路供电。
该电压在人体安全电压范围内,具有较大的安全性,同时使系统功率不会过高,节约能源消耗。
图2 系统控制流程图3.8 时钟控制电路设计该系统采用DS1302时钟控制模块负责提供水族箱的时钟参数,该时钟与现实时间吻合,为系统的定时自动操作、喂食时间、充氧时间和换水时间等提供了一个参照,并且,在有需要时,可设定闹钟提醒,利于水族箱监管。
3.9 灯光控制设计灯光控制模块由日常照明灯带、装饰灯带及红外传感器构成,日常照明灯带的特定波长灯光有利于水草光合作用,增加水族箱的含氧量,同时,红外传感器智能检测水族箱附近是否有人,若有则触发装饰灯带的工作,使水族箱更具观赏性同时更大程度节约能源。
3.10 液晶显示模块设计为了养殖者能够时时清楚了解水族箱的水环境参数,系统设计了液晶显示模块,该显示系统利用LCD1602完成。
4 系统软件设计系统软件基于标准C 语言完成程序设计,系统整体软件流程图如图2所示。
5 结论该智能水族箱控制系统,以STC12C5A60S2单片机为主控,现场利用温度传感器技术、酸碱度传感器技术、智能控制技术以及无线通信技术等实现对水族箱的实时监管、远程控制及定时自动控制功能。
同时又兼顾手动操作,符合水族箱养殖实际。
纵观该控制系统,本系统拥有一体化、设计灵活、设计成本低、可手机端远程控制等优势,从监测运行效果看,该智能养殖箱有着广泛的应用前景和商业价值。
参考文献[1]胡乾斌,李光斌,李玲,等.单片微型计算机原理与应用[M].武汉:华中科技大学出版社,2004:90-120.[2]常斗南,等.可编程序控制器原理.应用.实验[M].机械工业出版社,1998:50-60.[3]张毅钢 MCS-51单片机应用设计[M].哈尔滨工业大学出版社.2008,4-1附图:附图1 水族箱整体效果图附图2 投食模块组装图。