基于物聯(lián)網(wǎng)的智能魚缸投食系統(tǒng)設(shè)計(jì)

陳帥華

（重慶城市職業(yè)學(xué)院 重慶永川 402160）

隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，人們獲取信息的渠道越來越多，對觀賞魚的飼養(yǎng)愈加專業(yè)，因此傳統(tǒng)的魚缸已經(jīng)不能滿足當(dāng)前熱帶魚飼養(yǎng)的需要。雖然，當(dāng)前市場上具備溫度調(diào)節(jié)、制氧、喂食等功能的魚缸非常多見，但大多數(shù)魚缸都是非智能的，不能根據(jù)具體情況進(jìn)行控制，只是一個(gè)整體的控制系統(tǒng)，因此，需要設(shè)計(jì)一款針對魚缸的水溫、光照、水質(zhì)等環(huán)境數(shù)據(jù)參數(shù)進(jìn)行檢測和控制，并且實(shí)現(xiàn)定時(shí)定點(diǎn)定量的投食功能。

一、工作原理

本作品魚缸遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)主要有四部分組成：數(shù)據(jù)采集模塊、主控模塊、執(zhí)行模塊和遠(yuǎn)程通信模塊。系統(tǒng)的總體構(gòu)成如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)總的結(jié)構(gòu)方框圖

信息處理硬件設(shè)計(jì)：信息處理由CPU、存儲模塊、WIFI模塊、收發(fā)模塊和顯示單元組成。

二、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

（一）信息處理子系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

為了保證系統(tǒng)信息采集和控制的實(shí)時(shí)性，系統(tǒng)每20秒鐘更新一次傳感器數(shù)據(jù)、設(shè)置的報(bào)警值、傳感器報(bào)警狀態(tài)和設(shè)備工作狀態(tài)。溶解氧傳感器顯示范圍為0.00～20.00；溫度傳感器范圍為00～80；ph值檢測傳感器的范圍是0.0～14.0；TD S傳感器顯示范圍為0～5000。當(dāng)超過設(shè)定值報(bào)警，顯示部分對應(yīng)位置顯示紅色；平時(shí)正常狀態(tài)顯示藍(lán)色。水流壓力值為百分?jǐn)?shù)，記錄初始的水流量（默認(rèn)為最大值），采集系統(tǒng)工作的實(shí)時(shí)流量與初始值進(jìn)行百分比計(jì)算，范圍0%～100%。氣流量傳感器：記錄初始的氣流量（默認(rèn)為最大值），采集系統(tǒng)工作的實(shí)時(shí)流量值與初始值進(jìn)行百分比運(yùn)算，范圍0%－100%。水流、氣流、水位、漏水、停電顯示狀態(tài)，當(dāng)超過設(shè)定值，報(bào)警狀態(tài)顯示部分對應(yīng)位置顯示紅色，平時(shí)正常狀態(tài)顯示白色。圖2所示按鍵設(shè)置界面為總菜單，具體設(shè)置兩級界面。觸摸界面可以選擇添加，TFT液晶屏實(shí)時(shí)顯示傳感器采集的值，并在指定范圍內(nèi)顯示，達(dá)到對應(yīng)的精度。報(bào)警值可以通過按鍵或觸摸屏方式設(shè)置，四個(gè)按鍵分為：設(shè)置、加、減、確定按鍵。長按設(shè)置按鍵，進(jìn)入設(shè)置界面，通過加、減鍵可以選擇：“溫度/溶解氧/ph值檢測/TDS/OPR報(bào)警參數(shù)設(shè)置”“氣流量／水流量報(bào)警參數(shù)設(shè)置”“系統(tǒng)時(shí)間／定時(shí)時(shí)間設(shè)置”“GPRS網(wǎng)絡(luò)設(shè)置”“換水水量設(shè)置”。選擇“確定鍵”可以進(jìn)入對應(yīng)的設(shè)置界面。

（二）自動(dòng)換水系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)在設(shè)定的換水時(shí)間且水位高于最高閾值，或PH值檢測低于下限值且水位高于最低閾值，或TDS高于上限值且水位高于最低閾值，三種情況都可啟動(dòng)自動(dòng)換水程序。先啟動(dòng)排水，至水量達(dá)到設(shè)定值或低于下限閾值開始加水，至水位高于最高閾值停止加水。如用戶設(shè)置的換水量不足，引起了PH值檢測下降到了設(shè)定的下限值，或TDS上升到了設(shè)置的上限值，系統(tǒng)會(huì)短信提醒用戶進(jìn)行強(qiáng)制換水，或提高換水量設(shè)定值。

三、結(jié)論

如圖2是作品的實(shí)物，最后進(jìn)行驗(yàn)證及性能分析，結(jié)果表明，相比于傳統(tǒng)魚缸，文章提出的針對魚缸的水溫、光照、水質(zhì)等環(huán)境數(shù)據(jù)參數(shù)進(jìn)行檢測和控制，智能魚缸性能穩(wěn)定，更適合人們的需求。

圖2 手機(jī)終端監(jiān)控圖