李峰

摘要：在当今日新月异的社会发展中，人们的生活节奏越来越快。高强度、快节奏的学习和生活，使得家中鱼缸中的小鱼小虾因得不到细心认真地照料而死去。为了解决这种问题，特设计制作具有自动换水、室温检测、水温监测，自动光照的功能的智能化鱼缸。智能化鱼缸是由一个上面无盖的钢化玻璃鱼缸，自动换水系统组件，温度检测系统组件组成。自动换水系统有两个水位检测装置放于鱼缸内部进行检测水位，还有水泵进行水的更换。温度监测系统是由鱼缸外部与内部的温度监测装置来实现的，并将室温和水温显示到一块屏幕上。自动光照系统是根据在鱼缸内部的光照传感器來进行检测，用LED灯来进行光照。上述系统都是通过芯片来进行数据的采集和数据的处理，最终实现我们的智能换水，智能光照，温度监测功能。在我们这样的智能鱼缸中我们的小鱼就可以干净健康的生活了。

关键词：鱼缸;智能换水;温度检测;自动光照

在我们的生活中，很多家庭都会养一些漂亮的观赏鱼来进行点缀。观赏鱼是一种娇贵的鱼类，它不像我们日常生活中见到的草鱼，鲤鱼，黑鱼，泥鳅等生活在不干净的河水中的鱼类，观赏鱼适应环境的能力非常差，对水的质地，对水温的要求都是非常高的。假如我们将这样漂亮的观赏鱼放到了一池散发着腥臭味的水中，结果当然是不言而喻的。

换水养鱼是我们养鱼最重要也是最主要的工作，每次换水的工作量之大使得很多人都望而却步，但是随着时间的推移，水质变得越来越差，还会散发出难闻的恶臭味。不仅影响到鱼类的生存，还对我们的生活环境有着非常恶劣的影响。最好的养鱼换水频率是每周1次或者两周3次。每次换水并不是将所有的水都进行跟换，每次更换鱼缸中水量1/3的水是最为稳妥的，这样既能避免鱼儿因为换到新的水中，不适应环境导致死亡，也能减少每次换水的费用。

自动换水系统是使用芯片来进行数据处理，通过水位传感器来进行鱼缸中水位的采集，所使用的水泵可以将浴缸内的水导出到鱼缸外，并且在脏水导出后进行干净水的导入，这样既有监测装置，又有动力装置，还有处理芯片。此时自动换水系统就已经齐全了。

智能换水鱼缸所使用的芯片是STC89C51RC，本款芯片的功能十分强大，可以通过电脑进行编程实现各种各样的功能。在自动换水系统中，STC89C51RC芯片担当着“指挥官”的角色，能通过获得“讯息”来进行“决策”，控制水泵进行换水操作。

那么“指挥官”是如何知道讯息的呢？

我们所采用STC89C51RC芯片就是一个拥有40个管脚可以采集信号，而这些信号就是通过传感器来产生，传感器所产生的信号再通过电路传输到芯片之中。这样“指挥官”就能获取信号了。获取的信号通过芯片中写好的程序来进行处理和计算，再输出给水泵，使水泵工作。

传感器就像人体的五种感觉器官：视觉、听觉、嗅觉、味觉、触觉。每个人都需要通过眼睛、耳朵、鼻子、舌头、皮肤来进行获取外界信息的，眼睛可以分别检测到移动或者静止的物体，还能分别颜色和距离远近。本次设计用相应的传感器来进行分析，可以分辨颜色，判断远近，检测移动。但是这样的传感器并不像我们的眼睛这样高级，可以将所有的功能整合在一起，而传感器却只能使用单一功能来进行信息的监测。传感器虽然功能单一但是性能却十分的可靠，其传感器就像“传令兵”，时刻把我们要监测的信息传回给我们的“指挥官”。

我们的“传令兵”有什么样的作用呢？

在战场上，传令兵可是能否打赢一场战争的关键，所以说传感器也是能否进行自动换水的关键性组件。没有传感器，芯片就不能开始处理信息，同样水泵也就不能正常工作。所以说传感器的作用就像我们人体的感觉器官，让我们知道水的温度，空气的温度，水位的高低。而且传感器的能力其实比人体要强上千倍百倍都不止，传感器都可以感知0.1摄氏度的温度变换，能够感知0.1厘米的位移变化，故传感器要比人类可靠准确地多。

在当今社会我们在工业，医疗，交通等行业都越来越广泛的应用传感器，人们也在不知觉中体验着传感器带给我们的便利。比如我们的自动门，在你离门口一定距离时候，我们门上方的传感器就可以检测到我们，并将信息传输给芯片，芯片再控制电机转动，门就打开了。在我们的智能鱼缸中所使用的传感器有Y25-V水位监测感应防水探头，WZP-PT100温度传感器，光敏电阻传感器模块。

我们介绍了“指挥官”和“传令兵”，下面来介绍一下我们的“炮手”——水泵。“指挥官”传信号给“炮手”，告诉“炮手”开始工作。这时候水泵就会开始进行鱼缸换水工作。当芯片收到了传感器发来的信号，水已经到了足够的多或少的时候，芯片就会发出新的信号，水泵收到信号后就会停止工作。

制作步骤：

1.将两个水位传感器贴在水缸透明一侧的壁上，注意区分高低传感器，位置分别是鱼缸接近顶处以及接近一半高度处，将我们的信号线连接到我们芯片板正确的位置上。

2.将两个温度传感器分别粘贴到水位传感器的一侧，将信号线连接到我们芯片的正确位置上。

3.将两个水泵固定在鱼缸一侧，信号线连接到芯片板的正确位置，将排水管和加水管用配重绑在水管前侧，放入鱼缸中，排水泵所连接的水管另一侧深入排水道，加水泵另外一端可以连接水箱或水管。

4.将照明使用的LED照明灯组放置到鱼缸顶部，信号线连接到芯片板的正确位置，切记不能放入水中。

5.将我们的温度显示屏幕安装到我们的芯片板上，芯片板安装在鱼缸外侧，切记不能浸泡在水中。

6.将电源线连接到我们的芯片组上，按下开关，就可以使用了。

日常通过调节水位传感器的位置来实现最高最低水位控制，这样智能换水鱼缸的设计就完成了，在放入鱼儿之前还要进行测试，换水系统，照明系统，温度监测系统是否准确。通过智能换水鱼缸的设计制作，再也不用担心鱼缸换水问题了，平时就可以放心的饲养鱼儿了。

参考文献：

[1]张靖武，单片机系统的PROTEUS设计与仿真[M].电子工业出版社 2007.

[2]周立功等编著，单片机实验与实践[M]. 北京航空航天大学出版社 2004.

[3]张校珩，单片机C语言编程100例[M]. 中国电力出版社 2013.