编号
毕业设计（文）
题目 基单片机智
鱼缸设计实现
二级学院 计算机科学工程
专 业 计算机科学技术
班 级
学生姓名 学号
指导教师 职称 教授
时 间
目 录
摘 I
Abstract II
1 绪 1
11课题背景 1
12国外研究现状 1
13研究目 2
2 开发技术原理简介 4
21嵌入式技术 4
22传感器技术 4
23 Android技术 4
231 Android智手机台概述 4
232 Android手机台特点 5
233 Android系统软件架构 5
3 需求分析 6
31功需求 6
311系统特点功描述 6
312系统流程分析 6
32例分析 7
33 开发工具 11
331 底层硬件电路开发工具 11
332底层系统开发工具 12
333 Android客户端开发工具 12
4 概设计 13
41系统总体方案功 13
411系统功组成 13
412系统控制参数 14
42系统硬件结构 14
43系统软件设计 15
5 详细设计 17
51单片机系统设计 17
511单片机选型 17
512单片机系统设计 18
513详细说明 21
52温度传感器模块设计 22
521温度传感器选型 22
522温度传感器电路设计 23
53蓝牙串口模块设计 23
531串口技术 23
532蓝牙串口电路设计 25
533系统通讯协议设计 25
534系统通讯详细说明 26
54时钟模块设计 27
541时钟芯片选型 27
542时钟模块电路设计 27
55 Android客户端设计 28
551 Android蓝牙通信设计 28
552 Android界面设计 29
6 系统实现 31
61 底层设备软件实现 31
611系统软件流程图 31
612底层系统算法设计 32
62手机端软件实现 35
621手机端软件流程图 35
622底手机端软件算法设计 36
63软硬件设备实物图 38
631硬件设备实物图 38
632手机端软件截图 40
7 系统测试 41
71LED灯光变换测试 41
72检测温度测试 42
73水循环控制系统测试 42
74充氧模块测试 43
结束语 44
致 谢 45
参 考 文 献 46
摘
年嵌入式发展迅速智家居进入生活智鱼缸没快速发展根市场相关设备现状分析研究系统集成角度进行设计开发提出套功智观赏鱼缸控制系统设计方案
该控制系统STC12C5A60S2单片机控制核心结合传感器技术集种控制功体包括检测温度动充氧动换水灯光变换动喂食等时系统中设计蓝牙通信模块实现鱼缸远程控制理整系统分两部分：第部分STC12C5A60S2核心控制部分实现种控制参数设置存储处理第二部分手机安卓部分通手机端APP鱼缸进行实时控制参数设置等实现机交互两部分间采蓝牙通讯技术数信息位机位机间交互传输
该系统根前市场需求进行设计开发形成套动充氧动换水灯光变换动喂食等功体集成控制系统时该系统设计灵活成低廉便量产广泛家庭宾馆等安装观赏鱼缸场
关键词：鱼缸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 multifunctional 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 realtime control parameter setting via mobile phone terminal APP humancomputer 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 singlechip Bluetooth communication APP
1 绪
11课题背景
着国家济快速发展民生活质量追求直提高前代样消费观念追求越越高生活品位导致消费水提高家居环境性化环保化越越受重视时相关智家居等行业相应出现发展机遇现代市生活承受着种种压力许需精神安慰心底渴怀抱然宁静谐饲养宠物已成股久息潮流生机勃勃鱼草生活惬意鱼缸带春季盎然美感更美化居室环境回久违绿色重新回然美景怀抱中样新趋势饲养条观赏鱼成新潮流
智鱼缸控制系统正种需求产生水族箱单单养鱼鱼草水容器更然缩影相完整型生态系统年种水草观赏鱼体生态鱼缸做微缩鱼草园林非常喜爱追捧适宜水草鱼生活环境长时间保持件费时费力事情市忙工作者迫生活压力没时间料鱼般结局水草枯死鱼干死现出现鱼缸水体净化水质改善设备目前市场常见鱼缸控制设备：换水设备加氧泵喂食设备等般非智化单独工作需工控制开关器件干独立鱼缸控制设备机械组成功控制设备需花费器件装起时存着电浪费便集中统进行理控制
12国外研究现状
鱼缸称水族箱水族箱词起源英国水族箱饲养始1851年英国万国工业博览会已150年历史鱼缸150年前定义仅养动植物容器原始鱼缸结构简单水箱水族箱没什复杂功德国英国嗜竞争踏入20世纪汉堡市成欧洲入口新奇水族品种港口第次世界战家居已电力供应水族箱更广泛受欢迎电力改善水族科技发展工明通风滤水温加热成空中运输出现更远方外品种够入口水族饲养更受欢迎现时估计全球约6千万水族喜者水族嗜强列区次序欧洲亚洲北美洲美国部分（40）时理2水族箱
国水族箱控制系统发展起步相较晚着济水突飞猛进装饰业日趋兴起生活家居品位追求愈加重视体现济形态中相关休闲居家装饰等行业日显蓬勃发展势居住工作环境生动化温馨化越越精神情操新生活观念紧密联系起休闲水族行业正类种需求应运生年快速发展状况已成股新兴济力量受济界业士关注新资料显示：水族产品日渐丰富水族市场更加繁荣昌盛水族行业产业规模年增长率达13．8％仅北京传统市场发展成8规模市场市场空间拓展速度昭示着更投资机会点种新济形势诞生国际水族产品中国许国外采购公司盯准中国市场长远目标放中国嘲着水族箱产品迅猛发展巨水族箱市场需求极推动国外种水族箱控制设备研发生产
水族箱保持金鱼水草生活环境需常换水补充氧气通常配备水泵空气泵两种设备循环水体补充氧气设备通力进行开关控制便宜操作
13研究目
目前家庭型水族箱养水草观赏鱼生活忙碌没时间顾鱼缸里鱼水草鱼缸型生态环境长时间衡进导致水草观赏鱼相继死智鱼缸控制系统正种需求产生现鱼缸水体净化水质改善设备目前市场常见鱼缸控制设备：换水设备加氧泵喂食设备等般非智化单独工作需工控制开关器件干独立鱼缸控制设备机械组成功控制设备需花费器件组装起存着资源浪费便集中统进行理控制
现鱼缸智控制器市场需求研究开发尚处起步阶段相应产品相较少设计成低操作简单节环保智鱼缸控制系统
智鱼缸控制系统 STC研发生产 STC12C5A60S2 单片机控制CPU时结合传感器技术蓝牙通讯技术手机APP研发出套类型水族箱种环境集动充氧动换水灯光变幻动喂食温度监控等种功体智鱼缸控制系统
2 开发技术原理简介
21嵌入式技术
嵌入式系统定义应中心计算机技术基础软硬件裁剪适应应系统功性成体积功耗严格求专计算机系统嵌入式系统嵌入式微处理器外围硬件设备嵌入式操作系统户应程序等4部分组成集软硬件体独立工作器件嵌入式系统种面应功定制资源受限响应求高性稳定举开发力硬件软件两部分构成专计算机系统嵌入性专性计算机系统嵌入式系统三基素应象系统指嵌入式系统嵌入宿系统
22传感器技术
传感器技术现代科学前技术新技术革命信息社会重技术基础现代生活科学研究中种类型传感器提供量准确信息仅代五官功检测五官感受信息类更认识世界改造世界目前传感器技术广泛应航空航天等尖端技术领域工业农业等类日常生活许方面传感器工业部门应普率已国际社会作衡量国家智化数字化网络化重标志传感器技术作种现代科学密切相关新兴学科正迅速发展许领域越越广泛利
23 Android技术
231 Android智手机台概述
AndroidGoogle公司2008年联合开放手持设备联盟（OHA）推出基Linux核智移动设备操作系统应掌便携设备智手机板电脑等Android台移动设备提供Linux操作系统中间层UI（户界面）应程序组合软件台
232 Android手机台特点
开放性：源代码开发修改需授权
性：摆脱运营商束缚手机接触网络
兼容性：硬件关降低开发者负担
拓展性：兼容种手机板电脑等移动设备
233 Android系统软件架构
安卓系统软件架构五层次：Linux核层库安卓运行时应框架层应程序层图21示：
图21 Android系统架构图
3 需求分析
31功需求
该智鱼缸控制系统鱼缸日常护理背景系统集成开发角度水循环水温监控水含氧量鱼饲料量动化应控制进行设计开发根前市场需求利高新技术形成套集动水循环灯光变幻动充氧动喂食等功体智鱼缸控制系统
311系统特点功描述
1．功采单片机控制实现水族箱动换水动喂食温度状态显示动加氧灯光变幻等功
2．机界面系统机操作界面采手机APP端显示屏具直观简介易操作等重特点户直接手机显示屏读取系统实时数
3．系统操作系统通位机手机APP设置种参数户根观赏鱼实际生活性设定适宜鱼生活参数该智鱼缸控制系统种环境适中发挥作鱼缸位机手机位机间配合系统具简易操作性
4．生产成：系统控制CPUSTC12C5A60S2单片机该款单片机价格低廉外围电路设备包括：蓝牙模块温度传感器时钟模块Led灯带电机等外围成低廉加工简单具强生产性
312系统流程分析
图31智鱼缸流程图智鱼缸业务流程进行分析
业务流程：
户通手动操作手机端智鱼缸系统进行机交互户通手机端蓝牙通信方式需执行命令参数传输鱼缸端
鱼缸端接受户发送命令参数执行应操作喂食换水等
鱼缸端检测温度值传送手机端手机端温度值显示屏幕便户获取温度值
图31 智鱼缸业务流程图
32例分析
根智鱼缸系统功需求进行例分析图32 客户端户例图例：客户端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32 客户端户例图
例规约
（1）换水例（UC01）
例名称：换水
简说明：鱼缸进行水体循环
事件流：
基事件流
①开水泵
②抽出抽入水体进行水体循环
扩展事件流
前置条件：
置条件：设置时间动进行水循环
（2）喂食例（UC02）
例名称：喂食
简说明：鱼饲料倒入鱼缸进行喂食
事件流：
基事件流
①开喂食器
②倒入鱼饲料
扩展事件流
①容器中饲料工添加进入容器
前置条件：
置条件：设置时间动喂食
（3）充氧例（UC03）
例名称：充氧
简说明：鱼缸中水体充氧提高水含氧量
事件流：
基事件流
①开气泵
②水体充氧
扩展事件流
前置条件：
置条件：设置时间动充氧
（4）灯光变幻例（UC04）
例名称：灯光变换
简说明：开LED彩灯提高鱼缸观赏性
事件流：
基事件流
①开LED
②灯带跑马灯闪烁
扩展事件流
前置条件：
置条件：
（5）检测温度例（UC05）
例名称：检测温度
简说明：检测鱼缸温度
事件流：
基事件流
①开温度传感器
②检测鱼缸温度
扩展事件流
前置条件：
置条件：
（6）设置时间例（UC06）
例名称：设置时间
简说明：设置时间智鱼缸系统时动进行相关操作
事件流：
基事件流
设置时间发送相关命令
扩展事件流
前置条件：喂食换水充氧
置条件：
（7）显示温度例（UC07）
例名称：显示温度
简说明：检测温度显示手机客户端
事件流：
基事件流
①获取温度值
②显示温度值
扩展事件流
前置条件：检测温度
置条件：
（8）监控温度例（UC08）
1）例名称：充氧
2）简说明：检测温度值温度值显示手机客户端
3）事件流：
基事件流
①开温度传感器
②获取温度值
③显示温度值
扩展事件流
前置条件：检测温度
置条件：显示温度
33 开发工具
331 底层硬件电路开发工具
系统需设计硬件电路原理图（SCH）满足设计求工具：ProtelAltium DesignerPowerPCB等设计中采Altium Designer14绘制原理图该工具拥量原理图库印刷电路板（PCB）库绘制原理图库印刷电路板（PCB）库动生成pdf文档起方便
332底层系统开发工具
系统采51核单片机常Keil uVision5软件通集成开发环境（uVision）部分组合起海中颖公司提供套Keil软件开发驱动SH79F6488单片机JTAG调试接口配Keil软件Debug功实现系统线仿真
333 Android客户端开发工具
Android客户端开发工具较常：EclipseAndroid StudioBasic4Android等系统中Android Studio该软件具强代码提示功UI设计功利开发者开发速度减开发者手难度够成功开发Android需windows配置Java开发环境安装Android SDK
4 概设计
智鱼缸系统分位机硬件模块手机安卓软件模块两部分中硬件模块功控制鱼缸相关操作报温度功软件模块位机发送命令参数显示温度值硬件模块软件模块通信蓝牙串口方式简单快捷系统架构图图41示：
图41系统架构图
41系统总体方案功
411系统功组成
该智鱼缸控制系统设计前市面已类型鱼缸控制设备充分考察调研前提进行整智鱼缸控制系统分功子系统：工／定时充氧系统工／定时水循环系统LED灯光变幻系统工／定时喂食控制实时温度监控系统等子系统工作相互独立子系统单片机控制该智鱼缸控制系统结合时钟电路模块／门狗／复位电路便系统动控制子系统功参数设置蓝牙数传输电路相连接通蓝牙模块手机控制端进行通信手机端通蓝牙模块发送相关控制命令参数位机位机手机端位机智鱼缸组成套功完善智控制系统
412系统控制参数
该智鱼缸控制系统控制目鱼缸够通工调节者动调节方式保证鱼缸水质含氧量等生活环境适宜观赏鱼生活性设计系统时需考虑环境参数：温度水中含氧量水质量led灯光鱼饲料等参数表41显示该控制系统项参数处理
表41系统控制参数
项目
控制参数
相应处理措施
1
水温
温度传感器获取温度值通蓝牙传输手机端显示
2
水溶氧量
根工控制者定时动控制气泵充氧
3
水质
根工控制者定时动控制水泵进行水循环
4
灯光
根工控制开LED灯带提高鱼缸观赏性
5
鱼饲料
根工控制者定时动控制喂食器喂食
42系统硬件结构
该智鱼缸控制系统包含六模块分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STC12C5A60S2单片机核心CPU控制协调模块协工作温度传感器负责温度检测获取具体温度值蓝牙模块负责位机位机间通讯时钟控制模块负责提供智鱼缸控制系统时钟参数led灯带鱼缸更具观赏性电机负责功气泵水泵喂食器该智鱼缸控制系统硬件结构图4．2示
图42 硬件结构图
中控制部分包括：
中心控制模块：CPU核心包括晶振复位电路等该模块功单片机引脚信号通绿色源模块接收命令参数进行运算处理然发出种控制信号种控制信号应相关操作通驱动硬件完成开气泵进行充氧操作等门狗电路负责系统工作程监测复位模块系统工作时发生异常情况复位重启
中输入输出部分包括：
1温度检测模块：温度传感器检测温度数传输单片机该温度传感器模块完成数采集功传感器放器A／D转换器等组成温度传感器探测鱼缸环境温度参数变化数字信号温度变化值转化电信号便单片机识
2蓝牙数传输模块：手机APP端接受命令信号传输CPUCPU根接收命令发出应控制信号检测温度值发送手机端手机端接收温度值显示出
43系统软件设计
Android开发中带蓝牙API直接该API搭配Socket编程线程编程完成手机端设备通信程序中sqlite数库Chart图形库实现历史数理视化图形界面显示该智鱼缸控制系统位机软件框图图43
图43 手机端软件框图
课题设计位机软件功包含三部分：蓝牙链接界面设计工控制界面设计定时务界面设计户时开程序会进入蓝牙链接界面该程整软件建立位机间通讯蓝牙链接会动进入工控制界面界面该界面包含温度值检测显示喂食控制进出水开关氧泵开关霓虹效果第三页面定时控制界面户设置时间鱼缸天户设置时间动进行喂食换水充氧操作该程序模块会包含整工程中重通信功
5 详细设计
51单片机系统设计
511单片机选型
课题中温度检测部分求具高精度AD转换模块综合考虑选择STC研发生产STC12C5A60S2型号单片机作该智鱼缸控制系统核心CPU
STC12C5A60S2单片机种单时钟周期单片机说该型单片机执行务果时执行务需开启中断种加强型8051单片机相前类型8051单片机具高速低功耗超强抗干扰等特点种加强型8051单片机该型单片机指令代码完全兼容传统8051速度传统8051单片机快812 倍STC12C5A60S2单片机部集成MAX810专复位电路系统工作异常时整系统复位重启2路PWM电压精确控制8路速度高达25万次秒AD转换温度湿度等数字信号转换单片机识电信号该型单片机专门针电机控制强干扰场合
图51 STC12C5A60S2结构图
STC12C5A60S2单片机部结构框图图52示
图52 STC12C5A60S2部结构框图
STC12C5A60S2脚图图53示
图53 STC12C5A60S2脚图
512单片机系统设计
1）单片机电源模块设计
STC12C5A60S2单片机正常工作电压范围30V55V蓝牙供电电压33V课题设计智鱼缸控制系统充电宝作电源充电宝电压5V确保述硬件够正常工作需降压稳压模块接入电路电压降合适稳定电压值通查阅资料实际考察等方式种稳压降压模块中进行筛选终德科仪器公司提供TPS76033电压转换芯片成佳解决方案通种方式成功37V 电压转换33V稳定电压单片机蓝牙模块时正常工作
TPS76033芯片特点：输入电压16V输出电压33VDropout Voltage：0001 V at 0 mA输出电流：50 mA工作温度：+ 125 C回动电压—值：180 mVIb 输入偏流：90 uA输入电压：+ 35 V图51示
图51降压稳压模块
智鱼缸控制系统设计中STC12C5A60S2单片机相关外围电路提供稳定干净电源加滤波电路（图52 滤波电路）
图52 滤波电路
2）单片机时钟脉设计
选择两种振荡器类型作系统振荡器 1 （OSC1CLK）时钟源振荡器 2（OSC2CLK）时钟源选择振荡器1 时钟（OSC1CLK）作系统时钟频率分频器输入时钟（OSCSCLK ）（FS0）系统进入掉电（PowerDown ）模式时振荡器1 时钟（OSC1CLK）振荡器2 时钟（OSC2CLK）会关闭果时基定时器模块LCD模块功开启时振荡器1 时钟（OSC1CLK）会关闭振荡器2 时钟（OSC2CLK）会关闭选择振荡器2 时钟（OSC2CLK）作（FS1）系统进入掉电（PowerDown ）模式时支持片外围设备（例定时器3 时基定时器等）部12MHz RC支持硬件 软件校正功CLKLO寄存器中CLKRCEN0 时部RC系统硬件动校正CLKRCEN1 时部RC户软件校正通修改CLKRC0 寄存器值调整RC振荡频率CLKRC1 寄存器出厂校正初值数调整RC振荡频率偏移较时通读寄存器CLKRC1 获取校正初值数课题中减硬件电路开支选择部12MRC振荡器作系统时钟
图53 单片机振荡器类型选择框图
系统时钟控制寄存器表51示：
表51 系统时钟控制寄存器
B2H
第7位
第6位
第5位
第4位
第3位
第2位
第1位
第0位
CLKCON
32k_SPDUP
CLKS1
CLKS0
SCMIF
OSC2ON
FS
读写
读写
读写
读写
读
读写
读写
复位值
(PORWDTLVRPIN)
1
1
1
0
0
0
3）复位电路设计
课题设计中RST引脚部接30K拉电阻直接RST引脚接GND实现电复位功防止系统出错时方便复位系统出种手动复位电复位结合电路图47
图54 复位电路
513详细说明
1） 开系统电源初始化系统时钟
载设置中设置晶体谐振器部12MHz RC振荡器系统发生形式复位电复位门狗复位等时系统时钟OSC1CLK动进入32768kHz加速模式系统稳定需系统时钟切换OSC2CLK切换方式：开OSC2CLK开关等延时4NOP指令切换代码：
CLKCON 0x08系统时钟 _nop_()
_nop_()
_nop_()
_nop_()
CLKCON 0x0C系统时钟选择OSC2CLK
2） 系统模块功初始化
系统功包括外部中断0定时器2EUARTADCPOWEROPPGAPWM端口属性进行初始化初始化函数名（函数调位置视功需求定）：
POWER_init() 电压初始化
OP_init() OP初始化
PGA_init() PGA初始化
Timer2_init() Timer2初始化
EX01_init(x) 外部中断初始化
pwm1_init() PWM1初始化
SET_OUTPUT_PULL(port pin) 端口初始化宏
52温度传感器模块设计
521温度传感器选型
智鱼缸控制系统设计求温度传感器具高精确度够传回准确温度值根鱼类生活性测温范围零5度50度间传感器测量误差零5度50度间精度±5℃需良抗干扰力综合素考虑DS18B20型号数字温度传感器测温分辨率达0．0625℃
图55表示DS18B20方框图4部分组成：64位读存储器储存器温度传感器非挥发温度报警触发器THTL温度配置寄存器DSl8820脚排列：DQ数字信号输入／输出端GND电源接VDD外接供电电源输入读存储器储存器中64位序列号生产厂商出厂前烧写进DS18B20会改变作DSl8820址码DSl8820读存储器储存器中64位序列号均相DSl8820读存储器储存器中64位序列号作标识DSl8820DSl8820连接根总线协工作存储配置寄存器数系统断开电源然够保存非易失性擦程序寄存器（EEPROM）
图55 DS18B20方框图
522温度传感器电路设计
图55表示DS18B20电路图DS18B20数字温度计通IO口发送接受信息STC12C5A60S2单片机CPUDS18B20数字温度计间连IO口DSl8820芯片引脚2单片机P10口连接外部5V电源供电保证效PDSl8820时钟周期链接该芯片正常工作电流
图54 DS18B20电路图
53蓝牙串口模块设计
531串口技术
课题单片机STC12C5A60S2带路增强型通异步收发器（EUART）普通串口增强版该串口收发器特性：
1 带波特率发生器EUART
2 波特率发生器15位计数器
3 增强功包括帧出错检测动址识
4 EUART四种工作方式
普通串口相该串口收发器拥四种工作方式：
表52 EUART工作方式列表
SM0
SM1
方式
类型
波特率
帧长度
起始位
停止位
第9位
0
0
0
步
fSYS （412）
8位
0
1
1
异步
带波特率发生器溢出率16
10位
1
1
1
0
2
异步
fSYS （3264）
11位
1
1
01
1
1
3
异步
带波特率发生器溢出率16
11位
1
1
01
种工作模式分：
1 方式0：步半双工通讯
2 方式1：8 位EUART变波特率异步全双工
3 方式2：9 位EUART固定波特率异步全双工
4 方式3：9 位EUART变波特率异步全双工
课题中串口工作模式选——方式1：8 位EUART变波特率异步全双工波特率9600EUART带波特率发生器实质15位递增计数器（图418）
图55 波特率发生器框图
图418波特率发生器溢出率：
方式1中波特率微调精度系统时钟EUART模式1波特率计算公式：
课题中系统时钟部RC12M晶振计算精确SBRT值BFINE值：
表53 波特率计算表
系统时钟（MHz）
波特率（bps）
SBRT
BFINE
12
9600
32690
2
12
19200
32729
1
532蓝牙串口电路设计
课题中蓝牙模块已引出两串口引脚需蓝牙模块中串口引脚单片机串口引脚相连通信蓝牙模块单独户提供操作引脚中复位引脚连接状态引脚图419蓝牙连接电路图中Q5作蓝牙供电开关实现单片机编程控制蓝牙供电Q6蓝牙指示灯开关蓝牙模块蓝牙设备（安卓手机）连接时led灯间断闪烁反led灯常亮
图56 蓝牙电路图
533系统通讯协议设计
1）通讯协议概
底层设备手机安卓端通信需通中继——蓝牙模块中蓝牙模块设备间通信采串行异步方式帧数分 1 位起始位8 位数位 1 位停止位奇偶校验位 10 位蓝牙模块手机Android采模式：手机作模式蓝牙模块作机模式
2）指令包协议
数传输中字段定义：
a)开启智鱼缸控制系统命令帧（发）格式定义示：
表54 发数包格式
Byte2
Byte3
Byte4
Byte5
Type
Cmd
Data_length
Check
设备类型：0x1
命令码：0x1
数总长度：0x05
SUM
l l Head 帧头标志定义0xAA
l l Data_length 数总长度5固定长度
l l Check 字节校验
例：fa 11 00 00 00 dd
534系统通讯详细说明
1）初始化串口
串口初始化需相应寄存器进行初始化里设置串口波特率9600进计算BFINE 2SBRT 32690具体设置代码：
#define SBRTH_value (((unsigned char)(SBRT >> 8))|0x80)
#define SBRTL_value ((unsigned char)SBRT)
SCON 0x70 SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RI
SBRTH SBRTH_value
SBRTL SBRTL_value
SFINE BFINE
2）数包
数包封装两结构体发送数包接收数包系统初始化时会数包进行初始化需发送数包时候会数重新组包发送：
typedef struct tagRxDataPacket
{
unsigned char Head
unsigned char Type
unsigned char Cmd
unsigned char DataLength
unsigned char Cheak
}RXDATAPACKET_S
54时钟模块设计
541时钟芯片选型
该智鱼缸控制系统需准确获取时钟参数需时钟掉电情况正确计时智鱼缸控制系统选DALLAS公司研发生产涓流充电时钟芯片DSl302完成系统绝时钟相时钟电路设计
DSl302通简单步串行方式单片机进行通信DSl302够系统提供提供年月日时分秒周时间信息DSl302够月份年份动调整月天数闰年天数DSl302时钟通调节AMPM 指示控制采24 12 时时钟计时模式DSl302仅需三口线： 1)RST(复位)2)I／O(数线)3)SCLK(串行时钟)DSl302功耗低维持整时钟模块正常工作功率1mw
图57 DS1302脚配置图
542时钟模块电路设计
图58 表示DS1302时钟模块电路图DS1302提供控制鱼缸换水喂食充氧等操作相时钟DS1302时间处理时系统提供扩展功闹钟提醒事件定时备忘等
图58 DS1302电路图
串行IO 口方式DS1302时钟芯片STC12C5A60S2单片机链接脚数量少需3DS1302时钟芯片工作电压范围20 V 55V相较宽广电压环境正常工作8 脚DIP 封装选8 脚SOIC 封装根表面装配非常简单3 线接口
55 Android客户端设计
551 Android蓝牙通信设计
1）蓝牙响应权限
Android手机应开发中果想系统功需开启应系统响应权限设计中需手机带蓝牙功需开启蓝牙响应权限代码：
2）配置机蓝牙模块
配置机蓝牙模块时需蓝牙操作核心类BluetoothAdapter该类直接开系统蓝牙设置面板设置蓝牙开关设置蓝牙见性该类中重功搜索功广播功整程概述：开蓝牙设置见性连接配广播监听
3）蓝牙通信
手机端获取Socket方式：
socket devicecreateRfcommSocketToServiceRecord(MY_UUID)
果创建成功进行连接操作：
socketconnect()
连接成功创建线程进行接收数：
mreadThread new ReadDataThread()
mreadThreadstart()
子线程中while循环循环退出条件蓝牙断开连接进入子线程程序会直监视socketInputStream输入流输入流空时候接收数进行处理果符合454中通讯协议数包进行处理
552 Android界面设计
系统设计Android客户端中采ViewPager滑动页面设计框架包含三Tab界面图59软件界面截图：
A B C
图59软件界面截图
蓝牙操作已封JAVA类需时候需定义实例化Bluetooth类
6 系统实现
61 底层设备软件实现
611系统软件流程图
智鱼缸控制系统工作流程图图61示工作程包括：初始化蓝牙通信接收命令参数命令执行命令返回温度值
图61 底层系统软件流程图
初始化：包括输入输出端口初始化系统时钟初始化AD模块蓝牙模块温度传感器初始化等
612底层系统算法设计
智鱼缸控制系统鱼缸硬件进行控制硬件设备正常工作需先相关设备写驱动程序系统中需驱动硬件设备电机该程序模块代码：
void motor_4(MOTOR_SWITCH_E sw)
{
unsigned char tmp
tmp MOTOR_PORT
switch(sw)
{
case ENUM_MOTOR_SWITCH_FORWARD
MOTOR_PORT tmp & ~BV(4)
tmp MOTOR_PORT
MOTOR_PORT tmp | BV(5)
break
case ENUM_MOTOR_SWITCH_REVERSE
MOTOR_PORT tmp & ~BV(5)
tmp MOTOR_PORT
MOTOR_PORT tmp | BV(4)
break
case ENUM_MOTOR_SWITCH_OFF
MOTOR_PORT tmp | BV(5)
tmp MOTOR_PORT
MOTOR_PORT tmp | BV(4)
break
}
}
时钟控制模块设置时间读取时间两功时间写入DS1302芯片然DS1302芯片写入时间开始动装载正确时间控制核心CPU读正确时间更具户设定时间完成相关操作代码实现
DS1302写入字节数
void ds1302_write_byte(uchar addr uchar d)
{
uchar i
RST1 启动DS1302总线
写入目标址：addr
addr addr & 0xFE 低位置零寄存器0位0时写1时读
温度传感器模块负责温度信息检测传输回单片机便户够实时监控鱼缸稳定情况控程序接收手机端发出控制命令参数然控制智鱼缸外围设备协工作操作开启关闭充氧设备开启关闭换水设备开启关闭喂食设备开启关闭LED灯光设备温度传感器检测温度手机端发送温度值等具体实现代码：
void process()
{
uchar head CMD[0]
uchar *cmd CMD+1
uchar wen[2]
uchar port_tmp
uchar timeArr[8] {0}
switch(head)
{
case SET_TIME
timeArr[4] (cmd[1]<<4) | cmd[2]
timeArr[5] (cmd[3]<<4) | cmd[4]
ds1302_write_time_by_arr(timeArr)
break
case MOTOR
if( str_cmp(cmd motor[0]) 1)
{ chose_motor(ENUM_MOTOR_CHOSE_1ENUM_MOTOR_SWITCH_ON)
break
}
if( str_cmp(cmd motor[1]) )
{
chose_motor(ENUM_MOTOR_CHOSE_1ENUM_MOTOR_SWITCH_OFF)
break
}
if( str_cmp(cmd motor[2]) ) chose_motor(ENUM_MOTOR_CHOSE_2ENUM_MOTOR_SWITCH_ON)
if( str_cmp(cmd motor[3]) ) chose_motor(ENUM_MOTOR_CHOSE_2ENUM_MOTOR_SWITCH_OFF)
if( str_cmp(cmd motor[4]) )
chose_motor(ENUM_MOTOR_CHOSE_4ENUM_MOTOR_SWITCH_FORWARD) chose_motor(ENUM_MOTOR_CHOSE_4ENUM_MOTOR_SWITCH_OFF) chose_motor(ENUM_MOTOR_CHOSE_4ENUM_MOTOR_SWITCH_REVERSE) chose_motor(ENUM_MOTOR_CHOSE_4ENUM_MOTOR_SWITCH_OFF)
}
break
case LED
if( str_cmp(cmd led[0]) )
{
Timer0Init()
ET0 1
break
}
if( str_cmp(cmd led[1]) )
{
port_tmp LED_PORT
ET0 0
LED_PORT port_tmp | BV(2)|BV(3)|BV(4)
break
}
break chose_motor(ENUM_MOTOR_CHOSE_3ENUM_MOTOR_SWITCH_OFF)
}
if( chongyang_cmd[0] readtime[8] &&氧
chongyang_cmd[1] readtime[9] &&
chongyang_cmd[2] readtime[10]&&
chongyang_cmd[3] readtime[11] )
{
chose_motor(ENUM_MOTOR_CHOSE_1ENUM_MOTOR_SWITCH_ON)
chose_motor(ENUM_MOTOR_CHOSE_1ENUM_MOTOR_SWITCH_OFF)
}
62手机端软件实现
621手机端软件流程图
手机端APP包含三部分：蓝牙链接界面设计工控制界面设计定时务界面设计户时开程序会进入蓝牙链接界面该程整软件建立位机间通讯蓝牙链接会动进入工控制界面界面该界面包含温度值检测显示喂食控制进出水开关氧泵开关霓虹效果第三页面定时控制界面户设置时间鱼缸天户设置时间动进行喂食换水充氧操作该程序模块会包含整工程中重通信功手机端软件流程图图示
图62 手机端软件流程图
622底手机端软件算法设计
手机端APP户点击屏幕钮应操作转化位机够识命令通蓝牙通信传送位机例充氧操作应命令fa 11 00 00 00 dd手机端负责位机通蓝牙通信发送温度值显示手机端便客户检测鱼缸温度代码实现
switch (vgetId()) {
case Ridbtn_CheckTemperature
m_blueToothsendMessage(definesBYTE_ARRAY_CMD_CHECK_TEMPERATURE)
m_tvShowStatusInfosetText(获取温度命令已发送)
break
case Ridbtn_Feed
m_blueToothsendMessage(definesBYTE_ARRAY_CMD_FEED)
m_tvShowStatusInfosetText(喂食命令已发送)
break
case Ridbtn_SetTimerFeed {
definesBYTE_ARRAY_CMD_SET_TIMER_FEED[1] (byte) (h 10)
definesBYTE_ARRAY_CMD_SET_TIMER_FEED[2] (byte) (h 10)
definesBYTE_ARRAY_CMD_SET_TIMER_FEED[3] (byte) (m 10)
definesBYTE_ARRAY_CMD_SET_TIMER_FEED[4] (byte) (m 10)
m_blueToothsendMessage(definesBYTE_ARRAY_CMD_SET_TIMER_FEED)
m_tvShowStatusInfosetText(定时喂食命令已发送)
}
break
case Ridbtn_SetTimerChangeTheWater {
definesBYTE_ARRAY_CMD_SET_TIMER_CHANGE_THE_WATER[1] (byte) (h 10)
m_blueToothsendMessage(definesBYTE_ARRAY_CMD_SET_TIMER_CHANGE_THE_WATER)
m_tvShowStatusInfosetText(定时换水命令已发送)
}
break
case Ridbtn_SetTimerChangeTheAir {
definesBYTE_ARRAY_CMD_SET_TIMER_CHANGE_THE_AIR[4] (byte) (m 10)
m_blueToothsendMessage(definesBYTE_ARRAY_CMD_SET_TIMER_CHANGE_THE_AIR)
m_tvShowStatusInfosetText(定时充氧命令已发送)
}
63软硬件设备实物图
631硬件设备实物图
硬件设备实物图图63图64图65示单片机核心控制模块STC12C5A60S2单片机核心CPU控制协调模块协工作温度传感器负责温度检测获取具体温度值蓝牙模块负责位机位机间通讯时钟控制模块负责提供智鱼缸控制系统时钟参数led灯带鱼缸更具观赏性电机负责功气泵水泵喂食器
图63智鱼缸正面俯视图
图64智鱼缸电机设备图
图65智鱼缸反面俯视图
632手机端软件截图
图66软件界面截图手机客户端软件包含三部分：设备连接界面工控制界面定时务界面户时开程序会进入蓝牙链接界面蓝牙链接会动进入工控制界面界面该界面包含温度值检测显示喂食控制进出水开关氧泵开关霓虹效果第三页面定时控制界面户设置时间鱼缸天户设置时间动进行喂食换水充氧操作
A B C
图66 软件界面截图
7 系统测试
71LED灯光变换测试
开智鱼缸控制系统电源开关手机端开智鱼缸APP连接设备选择开霓虹灯图71示
图71 霓虹灯模块演示图
图72示智鱼缸设备开启霓虹效果非常炫目提高鱼缸整体观赏性
图72 霓虹灯效果图
72检测温度测试
开智鱼缸控制系统电源开关手机端开智鱼缸APP连接设备选择获取温度手机客户端显示前鱼缸温度值21度提示获取温度命令已发送图示
图73 温度检测图
73水循环控制系统测试
开智鱼缸控制系统电源开关手机端开智鱼缸APP连接设备选择获开进水开关鱼缸做出抽水操作图74示
图74 鱼缸水循环测试图
74充氧模块测试
开智鱼缸控制系统电源开关手机端开智鱼缸APP连接设备选择获开充氧泵开关鱼缸做出充氧操作图75示
图75 鱼缸充氧测试图
结束语
系统根前市场需求系统集成角度进行设计开发形成套动充氧动换水灯光变换动喂食等功体集成控制系统时该系统设计灵活成低廉便量生产广泛安装家庭宾馆网吧高级写字楼等场增加美观
该智鱼缸控制系统综合利许高新技术例传感器技术蓝牙通讯技术嵌入式控制技术开发套简洁实鱼缸智控制系统整系统软硬件设计十分合理中底层软件部分采模块化程序设计方法硬件部分模块间相互独立工作时受单片机控制模块间相互协工作提高整系统性扩展性系统运行操作验证系统具快响应速度机交互界面简单清晰便操作功完善工作等特点
鱼缸里水观赏鱼水草微生物水含氧量等组成型生态环境复杂变量非线性系统智鱼缸控制系统肯定存许足疏漏处希相关专家提出宝贵改进意见
通次设计智鱼缸控制系统学许前解知识学会般课题研究程学会文撰写时次课题设计实践中遇许难题解决遇难题中学学理知识实际相结合起定程度提高动手力问题解决力身水足篇文中许会疏漏者存妥处位专家学者指正批评
致 谢
做次毕业设计程指导老师XX老师悉心指导关怀文选题撰写程中老师宝贵指导意见
选择课题时候老师出具针性建议高标准求希务必通次毕业设计收获够运学知识进行实践外想确保够切实学新技术新知识感谢老师高求正样够勇气选择次课题利完成
文撰写阶段老师文严格关帮助利完成文黄老师严谨学者风范深厚理修养易态度令收益匪浅学楷模
感谢XX学培养学校时光仅知识增长更明白做做事道理感谢老师直孜孜倦教诲衷心祝愿XX学会越越
参 考 文 献
[1] 王珍娟宋正刚 鱼缸智控制器设计[J] 甘肃科技 2012(09)
[2] 刘焕成编著单片机原理系统设计[M] 清华学出版社 2011
[3] 杨彦伟苏卫红张灏璠 基STC889C51智鱼缸控制系统[J] 电子技术软件工程 2015(22)
[4] 信息产业部运司2010年电子工业统计资料汇编[R]2010
[5] 李建壮传感器技术应发展趋势展 中国科技信息2011 年第17 期
[6] 林新霞等传感器技术发展前景展[J]工业仪表动化装置2011
[7] 立民嵌入式系统视角物联网[J]单片机嵌入式系统应2010
[8] 中国成全球嵌入式市场[J]软件 2010
[9] 信息产业部运司2010年电子工业统计资料汇编[R]2010
[10] 周四六 两种实双泵排水控制电路[J] 河南科技 2013(23)
[11] 孔祥洪王伟杰宋连伟钱卫国郭阳雪王文俊 观赏鱼缸智控制器仿真设计[J] 实验室研究探索 2013(05)
[12] 余柏林龚汉东王颖余法红 基玻璃流量传感器研究[J] 传感技术学报 2010(11)
[13] Hu JiaSong HocheolKaranfil TanjuComparative analysis of halonitromethane and trihalomethane formation and speciation in drinking water The effects of disinfectants pH bromide and nitrite Environmental Sciences 2010．
[14] Darryl B JonesAysenur SaglamHocheol SongTanju Karanfil The impact of bromideiodide concentration and ratio on iodinated trihalomethane formation and speciation[J] Water Research 2011 (1)
[15] Hu JiaSong HocheolKaranfil TanjuComparative analysis of halonitromethane and trihalomethane formation and speciation in drinking water The effects of disinfectants pH bromide and nitrite Environmental Sciences 2010．
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毕业设计（文）
题目 基单片机智
鱼缸设计实现
二级学院 计算机科学工程
专 业 计算机科学技术
班 级
学生姓名 学号
指导教师 职称 教授
时 间
目 录
摘 I
Abstract II
1 绪 1
11课题背景 1
12国外研究现状 1
13研究目 2
2 开发技术原理简介 4
21嵌入式技术 4
22传感器技术 4
23 Android技术 4
231 Android智手机台概述 4
232 Android手机台特点 5
233 Android系统软件架构 5
3 需求分析 6
31功需求 6
311系统特点功描述 6
312系统流程分析 6
32例分析 7
33 开发工具 11
331 底层硬件电路开发工具 11
332底层系统开发工具 12
333 Android客户端开发工具 12
4 概设计 13
41系统总体方案功 13
411系统功组成 13
412系统控制参数 14
42系统硬件结构 14
43系统软件设计 15
5 详细设计 17
51单片机系统设计 17
511单片机选型 17
512单片机系统设计 18
513详细说明 21
52温度传感器模块设计 22
521温度传感器选型 22
522温度传感器电路设计 23
53蓝牙串口模块设计 23
531串口技术 23
532蓝牙串口电路设计 25
533系统通讯协议设计 25
534系统通讯详细说明 26
54时钟模块设计 27
541时钟芯片选型 27
542时钟模块电路设计 27
55 Android客户端设计 28
551 Android蓝牙通信设计 28
552 Android界面设计 29
6 系统实现 31
61 底层设备软件实现 31
611系统软件流程图 31
612底层系统算法设计 32
62手机端软件实现 35
621手机端软件流程图 35
622底手机端软件算法设计 36
63软硬件设备实物图 38
631硬件设备实物图 38
632手机端软件截图 40
7 系统测试 41
71LED灯光变换测试 41
72检测温度测试 42
73水循环控制系统测试 42
74充氧模块测试 43
结束语 44
致 谢 45
参 考 文 献 46
摘
年嵌入式发展迅速智家居进入生活智鱼缸没快速发展根市场相关设备现状分析研究系统集成角度进行设计开发提出套功智观赏鱼缸控制系统设计方案
该控制系统STC12C5A60S2单片机控制核心结合传感器技术集种控制功体包括检测温度动充氧动换水灯光变换动喂食等时系统中设计蓝牙通信模块实现鱼缸远程控制理整系统分两部分：第部分STC12C5A60S2核心控制部分实现种控制参数设置存储处理第二部分手机安卓部分通手机端APP鱼缸进行实时控制参数设置等实现机交互两部分间采蓝牙通讯技术数信息位机位机间交互传输
该系统根前市场需求进行设计开发形成套动充氧动换水灯光变换动喂食等功体集成控制系统时该系统设计灵活成低廉便量产广泛家庭宾馆等安装观赏鱼缸场
关键词：鱼缸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 multifunctional 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 realtime control parameter setting via mobile phone terminal APP humancomputer 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 singlechip Bluetooth communication APP
1 绪
11课题背景
着国家济快速发展民生活质量追求直提高前代样消费观念追求越越高生活品位导致消费水提高家居环境性化环保化越越受重视时相关智家居等行业相应出现发展机遇现代市生活承受着种种压力许需精神安慰心底渴怀抱然宁静谐饲养宠物已成股久息潮流生机勃勃鱼草生活惬意鱼缸带春季盎然美感更美化居室环境回久违绿色重新回然美景怀抱中样新趋势饲养条观赏鱼成新潮流
智鱼缸控制系统正种需求产生水族箱单单养鱼鱼草水容器更然缩影相完整型生态系统年种水草观赏鱼体生态鱼缸做微缩鱼草园林非常喜爱追捧适宜水草鱼生活环境长时间保持件费时费力事情市忙工作者迫生活压力没时间料鱼般结局水草枯死鱼干死现出现鱼缸水体净化水质改善设备目前市场常见鱼缸控制设备：换水设备加氧泵喂食设备等般非智化单独工作需工控制开关器件干独立鱼缸控制设备机械组成功控制设备需花费器件装起时存着电浪费便集中统进行理控制
12国外研究现状
鱼缸称水族箱水族箱词起源英国水族箱饲养始1851年英国万国工业博览会已150年历史鱼缸150年前定义仅养动植物容器原始鱼缸结构简单水箱水族箱没什复杂功德国英国嗜竞争踏入20世纪汉堡市成欧洲入口新奇水族品种港口第次世界战家居已电力供应水族箱更广泛受欢迎电力改善水族科技发展工明通风滤水温加热成空中运输出现更远方外品种够入口水族饲养更受欢迎现时估计全球约6千万水族喜者水族嗜强列区次序欧洲亚洲北美洲美国部分（40）时理2水族箱
国水族箱控制系统发展起步相较晚着济水突飞猛进装饰业日趋兴起生活家居品位追求愈加重视体现济形态中相关休闲居家装饰等行业日显蓬勃发展势居住工作环境生动化温馨化越越精神情操新生活观念紧密联系起休闲水族行业正类种需求应运生年快速发展状况已成股新兴济力量受济界业士关注新资料显示：水族产品日渐丰富水族市场更加繁荣昌盛水族行业产业规模年增长率达13．8％仅北京传统市场发展成8规模市场市场空间拓展速度昭示着更投资机会点种新济形势诞生国际水族产品中国许国外采购公司盯准中国市场长远目标放中国嘲着水族箱产品迅猛发展巨水族箱市场需求极推动国外种水族箱控制设备研发生产
水族箱保持金鱼水草生活环境需常换水补充氧气通常配备水泵空气泵两种设备循环水体补充氧气设备通力进行开关控制便宜操作
13研究目
目前家庭型水族箱养水草观赏鱼生活忙碌没时间顾鱼缸里鱼水草鱼缸型生态环境长时间衡进导致水草观赏鱼相继死智鱼缸控制系统正种需求产生现鱼缸水体净化水质改善设备目前市场常见鱼缸控制设备：换水设备加氧泵喂食设备等般非智化单独工作需工控制开关器件干独立鱼缸控制设备机械组成功控制设备需花费器件组装起存着资源浪费便集中统进行理控制
现鱼缸智控制器市场需求研究开发尚处起步阶段相应产品相较少设计成低操作简单节环保智鱼缸控制系统
智鱼缸控制系统 STC研发生产 STC12C5A60S2 单片机控制CPU时结合传感器技术蓝牙通讯技术手机APP研发出套类型水族箱种环境集动充氧动换水灯光变幻动喂食温度监控等种功体智鱼缸控制系统
2 开发技术原理简介
21嵌入式技术
嵌入式系统定义应中心计算机技术基础软硬件裁剪适应应系统功性成体积功耗严格求专计算机系统嵌入式系统嵌入式微处理器外围硬件设备嵌入式操作系统户应程序等4部分组成集软硬件体独立工作器件嵌入式系统种面应功定制资源受限响应求高性稳定举开发力硬件软件两部分构成专计算机系统嵌入性专性计算机系统嵌入式系统三基素应象系统指嵌入式系统嵌入宿系统
22传感器技术
传感器技术现代科学前技术新技术革命信息社会重技术基础现代生活科学研究中种类型传感器提供量准确信息仅代五官功检测五官感受信息类更认识世界改造世界目前传感器技术广泛应航空航天等尖端技术领域工业农业等类日常生活许方面传感器工业部门应普率已国际社会作衡量国家智化数字化网络化重标志传感器技术作种现代科学密切相关新兴学科正迅速发展许领域越越广泛利
23 Android技术
231 Android智手机台概述
AndroidGoogle公司2008年联合开放手持设备联盟（OHA）推出基Linux核智移动设备操作系统应掌便携设备智手机板电脑等Android台移动设备提供Linux操作系统中间层UI（户界面）应程序组合软件台
232 Android手机台特点
开放性：源代码开发修改需授权
性：摆脱运营商束缚手机接触网络
兼容性：硬件关降低开发者负担
拓展性：兼容种手机板电脑等移动设备
233 Android系统软件架构
安卓系统软件架构五层次：Linux核层库安卓运行时应框架层应程序层图21示：
图21 Android系统架构图
3 需求分析
31功需求
该智鱼缸控制系统鱼缸日常护理背景系统集成开发角度水循环水温监控水含氧量鱼饲料量动化应控制进行设计开发根前市场需求利高新技术形成套集动水循环灯光变幻动充氧动喂食等功体智鱼缸控制系统
311系统特点功描述
1．功采单片机控制实现水族箱动换水动喂食温度状态显示动加氧灯光变幻等功
2．机界面系统机操作界面采手机APP端显示屏具直观简介易操作等重特点户直接手机显示屏读取系统实时数
3．系统操作系统通位机手机APP设置种参数户根观赏鱼实际生活性设定适宜鱼生活参数该智鱼缸控制系统种环境适中发挥作鱼缸位机手机位机间配合系统具简易操作性
4．生产成：系统控制CPUSTC12C5A60S2单片机该款单片机价格低廉外围电路设备包括：蓝牙模块温度传感器时钟模块Led灯带电机等外围成低廉加工简单具强生产性
312系统流程分析
图31智鱼缸流程图智鱼缸业务流程进行分析
业务流程：
户通手动操作手机端智鱼缸系统进行机交互户通手机端蓝牙通信方式需执行命令参数传输鱼缸端
鱼缸端接受户发送命令参数执行应操作喂食换水等
鱼缸端检测温度值传送手机端手机端温度值显示屏幕便户获取温度值
图31 智鱼缸业务流程图
32例分析
根智鱼缸系统功需求进行例分析图32 客户端户例图例：客户端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32 客户端户例图
例规约
（1）换水例（UC01）
例名称：换水
简说明：鱼缸进行水体循环
事件流：
基事件流
①开水泵
②抽出抽入水体进行水体循环
扩展事件流
前置条件：
置条件：设置时间动进行水循环
（2）喂食例（UC02）
例名称：喂食
简说明：鱼饲料倒入鱼缸进行喂食
事件流：
基事件流
①开喂食器
②倒入鱼饲料
扩展事件流
①容器中饲料工添加进入容器
前置条件：
置条件：设置时间动喂食
（3）充氧例（UC03）
例名称：充氧
简说明：鱼缸中水体充氧提高水含氧量
事件流：
基事件流
①开气泵
②水体充氧
扩展事件流
前置条件：
置条件：设置时间动充氧
（4）灯光变幻例（UC04）
例名称：灯光变换
简说明：开LED彩灯提高鱼缸观赏性
事件流：
基事件流
①开LED
②灯带跑马灯闪烁
扩展事件流
前置条件：
置条件：
（5）检测温度例（UC05）
例名称：检测温度
简说明：检测鱼缸温度
事件流：
基事件流
①开温度传感器
②检测鱼缸温度
扩展事件流
前置条件：
置条件：
（6）设置时间例（UC06）
例名称：设置时间
简说明：设置时间智鱼缸系统时动进行相关操作
事件流：
基事件流
设置时间发送相关命令
扩展事件流
前置条件：喂食换水充氧
置条件：
（7）显示温度例（UC07）
例名称：显示温度
简说明：检测温度显示手机客户端
事件流：
基事件流
①获取温度值
②显示温度值
扩展事件流
前置条件：检测温度
置条件：
（8）监控温度例（UC08）
1）例名称：充氧
2）简说明：检测温度值温度值显示手机客户端
3）事件流：
基事件流
①开温度传感器
②获取温度值
③显示温度值
扩展事件流
前置条件：检测温度
置条件：显示温度
33 开发工具
331 底层硬件电路开发工具
系统需设计硬件电路原理图（SCH）满足设计求工具：ProtelAltium DesignerPowerPCB等设计中采Altium Designer14绘制原理图该工具拥量原理图库印刷电路板（PCB）库绘制原理图库印刷电路板（PCB）库动生成pdf文档起方便
332底层系统开发工具
系统采51核单片机常Keil uVision5软件通集成开发环境（uVision）部分组合起海中颖公司提供套Keil软件开发驱动SH79F6488单片机JTAG调试接口配Keil软件Debug功实现系统线仿真
333 Android客户端开发工具
Android客户端开发工具较常：EclipseAndroid StudioBasic4Android等系统中Android Studio该软件具强代码提示功UI设计功利开发者开发速度减开发者手难度够成功开发Android需windows配置Java开发环境安装Android SDK
4 概设计
智鱼缸系统分位机硬件模块手机安卓软件模块两部分中硬件模块功控制鱼缸相关操作报温度功软件模块位机发送命令参数显示温度值硬件模块软件模块通信蓝牙串口方式简单快捷系统架构图图41示：
图41系统架构图
41系统总体方案功
411系统功组成
该智鱼缸控制系统设计前市面已类型鱼缸控制设备充分考察调研前提进行整智鱼缸控制系统分功子系统：工／定时充氧系统工／定时水循环系统LED灯光变幻系统工／定时喂食控制实时温度监控系统等子系统工作相互独立子系统单片机控制该智鱼缸控制系统结合时钟电路模块／门狗／复位电路便系统动控制子系统功参数设置蓝牙数传输电路相连接通蓝牙模块手机控制端进行通信手机端通蓝牙模块发送相关控制命令参数位机位机手机端位机智鱼缸组成套功完善智控制系统
412系统控制参数
该智鱼缸控制系统控制目鱼缸够通工调节者动调节方式保证鱼缸水质含氧量等生活环境适宜观赏鱼生活性设计系统时需考虑环境参数：温度水中含氧量水质量led灯光鱼饲料等参数表41显示该控制系统项参数处理
表41系统控制参数
项目
控制参数
相应处理措施
1
水温
温度传感器获取温度值通蓝牙传输手机端显示
2
水溶氧量
根工控制者定时动控制气泵充氧
3
水质
根工控制者定时动控制水泵进行水循环
4
灯光
根工控制开LED灯带提高鱼缸观赏性
5
鱼饲料
根工控制者定时动控制喂食器喂食
42系统硬件结构
该智鱼缸控制系统包含六模块分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STC12C5A60S2单片机核心CPU控制协调模块协工作温度传感器负责温度检测获取具体温度值蓝牙模块负责位机位机间通讯时钟控制模块负责提供智鱼缸控制系统时钟参数led灯带鱼缸更具观赏性电机负责功气泵水泵喂食器该智鱼缸控制系统硬件结构图4．2示
图42 硬件结构图
中控制部分包括：
中心控制模块：CPU核心包括晶振复位电路等该模块功单片机引脚信号通绿色源模块接收命令参数进行运算处理然发出种控制信号种控制信号应相关操作通驱动硬件完成开气泵进行充氧操作等门狗电路负责系统工作程监测复位模块系统工作时发生异常情况复位重启
中输入输出部分包括：
1温度检测模块：温度传感器检测温度数传输单片机该温度传感器模块完成数采集功传感器放器A／D转换器等组成温度传感器探测鱼缸环境温度参数变化数字信号温度变化值转化电信号便单片机识
2蓝牙数传输模块：手机APP端接受命令信号传输CPUCPU根接收命令发出应控制信号检测温度值发送手机端手机端接收温度值显示出
43系统软件设计
Android开发中带蓝牙API直接该API搭配Socket编程线程编程完成手机端设备通信程序中sqlite数库Chart图形库实现历史数理视化图形界面显示该智鱼缸控制系统位机软件框图图43
图43 手机端软件框图
课题设计位机软件功包含三部分：蓝牙链接界面设计工控制界面设计定时务界面设计户时开程序会进入蓝牙链接界面该程整软件建立位机间通讯蓝牙链接会动进入工控制界面界面该界面包含温度值检测显示喂食控制进出水开关氧泵开关霓虹效果第三页面定时控制界面户设置时间鱼缸天户设置时间动进行喂食换水充氧操作该程序模块会包含整工程中重通信功
5 详细设计
51单片机系统设计
511单片机选型
课题中温度检测部分求具高精度AD转换模块综合考虑选择STC研发生产STC12C5A60S2型号单片机作该智鱼缸控制系统核心CPU
STC12C5A60S2单片机种单时钟周期单片机说该型单片机执行务果时执行务需开启中断种加强型8051单片机相前类型8051单片机具高速低功耗超强抗干扰等特点种加强型8051单片机该型单片机指令代码完全兼容传统8051速度传统8051单片机快812 倍STC12C5A60S2单片机部集成MAX810专复位电路系统工作异常时整系统复位重启2路PWM电压精确控制8路速度高达25万次秒AD转换温度湿度等数字信号转换单片机识电信号该型单片机专门针电机控制强干扰场合
图51 STC12C5A60S2结构图
STC12C5A60S2单片机部结构框图图52示
图52 STC12C5A60S2部结构框图
STC12C5A60S2脚图图53示
图53 STC12C5A60S2脚图
512单片机系统设计
1）单片机电源模块设计
STC12C5A60S2单片机正常工作电压范围30V55V蓝牙供电电压33V课题设计智鱼缸控制系统充电宝作电源充电宝电压5V确保述硬件够正常工作需降压稳压模块接入电路电压降合适稳定电压值通查阅资料实际考察等方式种稳压降压模块中进行筛选终德科仪器公司提供TPS76033电压转换芯片成佳解决方案通种方式成功37V 电压转换33V稳定电压单片机蓝牙模块时正常工作
TPS76033芯片特点：输入电压16V输出电压33VDropout Voltage：0001 V at 0 mA输出电流：50 mA工作温度：+ 125 C回动电压—值：180 mVIb 输入偏流：90 uA输入电压：+ 35 V图51示
图51降压稳压模块
智鱼缸控制系统设计中STC12C5A60S2单片机相关外围电路提供稳定干净电源加滤波电路（图52 滤波电路）
图52 滤波电路
2）单片机时钟脉设计
选择两种振荡器类型作系统振荡器 1 （OSC1CLK）时钟源振荡器 2（OSC2CLK）时钟源选择振荡器1 时钟（OSC1CLK）作系统时钟频率分频器输入时钟（OSCSCLK ）（FS0）系统进入掉电（PowerDown ）模式时振荡器1 时钟（OSC1CLK）振荡器2 时钟（OSC2CLK）会关闭果时基定时器模块LCD模块功开启时振荡器1 时钟（OSC1CLK）会关闭振荡器2 时钟（OSC2CLK）会关闭选择振荡器2 时钟（OSC2CLK）作（FS1）系统进入掉电（PowerDown ）模式时支持片外围设备（例定时器3 时基定时器等）部12MHz RC支持硬件 软件校正功CLKLO寄存器中CLKRCEN0 时部RC系统硬件动校正CLKRCEN1 时部RC户软件校正通修改CLKRC0 寄存器值调整RC振荡频率CLKRC1 寄存器出厂校正初值数调整RC振荡频率偏移较时通读寄存器CLKRC1 获取校正初值数课题中减硬件电路开支选择部12MRC振荡器作系统时钟
图53 单片机振荡器类型选择框图
系统时钟控制寄存器表51示：
表51 系统时钟控制寄存器
B2H
第7位
第6位
第5位
第4位
第3位
第2位
第1位
第0位
CLKCON
32k_SPDUP
CLKS1
CLKS0
SCMIF
OSC2ON
FS
读写
读写
读写
读写
读
读写
读写
复位值
(PORWDTLVRPIN)
1
1
1
0
0
0
3）复位电路设计
课题设计中RST引脚部接30K拉电阻直接RST引脚接GND实现电复位功防止系统出错时方便复位系统出种手动复位电复位结合电路图47
图54 复位电路
513详细说明
1） 开系统电源初始化系统时钟
载设置中设置晶体谐振器部12MHz RC振荡器系统发生形式复位电复位门狗复位等时系统时钟OSC1CLK动进入32768kHz加速模式系统稳定需系统时钟切换OSC2CLK切换方式：开OSC2CLK开关等延时4NOP指令切换代码：
CLKCON 0x08系统时钟 _nop_()
_nop_()
_nop_()
_nop_()
CLKCON 0x0C系统时钟选择OSC2CLK
2） 系统模块功初始化
系统功包括外部中断0定时器2EUARTADCPOWEROPPGAPWM端口属性进行初始化初始化函数名（函数调位置视功需求定）：
POWER_init() 电压初始化
OP_init() OP初始化
PGA_init() PGA初始化
Timer2_init() Timer2初始化
EX01_init(x) 外部中断初始化
pwm1_init() PWM1初始化
SET_OUTPUT_PULL(port pin) 端口初始化宏
52温度传感器模块设计
521温度传感器选型
智鱼缸控制系统设计求温度传感器具高精确度够传回准确温度值根鱼类生活性测温范围零5度50度间传感器测量误差零5度50度间精度±5℃需良抗干扰力综合素考虑DS18B20型号数字温度传感器测温分辨率达0．0625℃
图55表示DS18B20方框图4部分组成：64位读存储器储存器温度传感器非挥发温度报警触发器THTL温度配置寄存器DSl8820脚排列：DQ数字信号输入／输出端GND电源接VDD外接供电电源输入读存储器储存器中64位序列号生产厂商出厂前烧写进DS18B20会改变作DSl8820址码DSl8820读存储器储存器中64位序列号均相DSl8820读存储器储存器中64位序列号作标识DSl8820DSl8820连接根总线协工作存储配置寄存器数系统断开电源然够保存非易失性擦程序寄存器（EEPROM）
图55 DS18B20方框图
522温度传感器电路设计
图55表示DS18B20电路图DS18B20数字温度计通IO口发送接受信息STC12C5A60S2单片机CPUDS18B20数字温度计间连IO口DSl8820芯片引脚2单片机P10口连接外部5V电源供电保证效PDSl8820时钟周期链接该芯片正常工作电流
图54 DS18B20电路图
53蓝牙串口模块设计
531串口技术
课题单片机STC12C5A60S2带路增强型通异步收发器（EUART）普通串口增强版该串口收发器特性：
1 带波特率发生器EUART
2 波特率发生器15位计数器
3 增强功包括帧出错检测动址识
4 EUART四种工作方式
普通串口相该串口收发器拥四种工作方式：
表52 EUART工作方式列表
SM0
SM1
方式
类型
波特率
帧长度
起始位
停止位
第9位
0
0
0
步
fSYS （412）
8位
0
1
1
异步
带波特率发生器溢出率16
10位
1
1
1
0
2
异步
fSYS （3264）
11位
1
1
01
1
1
3
异步
带波特率发生器溢出率16
11位
1
1
01
种工作模式分：
1 方式0：步半双工通讯
2 方式1：8 位EUART变波特率异步全双工
3 方式2：9 位EUART固定波特率异步全双工
4 方式3：9 位EUART变波特率异步全双工
课题中串口工作模式选——方式1：8 位EUART变波特率异步全双工波特率9600EUART带波特率发生器实质15位递增计数器（图418）
图55 波特率发生器框图
图418波特率发生器溢出率：
方式1中波特率微调精度系统时钟EUART模式1波特率计算公式：
课题中系统时钟部RC12M晶振计算精确SBRT值BFINE值：
表53 波特率计算表
系统时钟（MHz）
波特率（bps）
SBRT
BFINE
12
9600
32690
2
12
19200
32729
1
532蓝牙串口电路设计
课题中蓝牙模块已引出两串口引脚需蓝牙模块中串口引脚单片机串口引脚相连通信蓝牙模块单独户提供操作引脚中复位引脚连接状态引脚图419蓝牙连接电路图中Q5作蓝牙供电开关实现单片机编程控制蓝牙供电Q6蓝牙指示灯开关蓝牙模块蓝牙设备（安卓手机）连接时led灯间断闪烁反led灯常亮
图56 蓝牙电路图
533系统通讯协议设计
1）通讯协议概
底层设备手机安卓端通信需通中继——蓝牙模块中蓝牙模块设备间通信采串行异步方式帧数分 1 位起始位8 位数位 1 位停止位奇偶校验位 10 位蓝牙模块手机Android采模式：手机作模式蓝牙模块作机模式
2）指令包协议
数传输中字段定义：
a)开启智鱼缸控制系统命令帧（发）格式定义示：
表54 发数包格式
Byte2
Byte3
Byte4
Byte5
Type
Cmd
Data_length
Check
设备类型：0x1
命令码：0x1
数总长度：0x05
SUM
l l Head 帧头标志定义0xAA
l l Data_length 数总长度5固定长度
l l Check 字节校验
例：fa 11 00 00 00 dd
534系统通讯详细说明
1）初始化串口
串口初始化需相应寄存器进行初始化里设置串口波特率9600进计算BFINE 2SBRT 32690具体设置代码：
#define SBRTH_value (((unsigned char)(SBRT >> 8))|0x80)
#define SBRTL_value ((unsigned char)SBRT)
SCON 0x70 SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RI
SBRTH SBRTH_value
SBRTL SBRTL_value
SFINE BFINE
2）数包
数包封装两结构体发送数包接收数包系统初始化时会数包进行初始化需发送数包时候会数重新组包发送：
typedef struct tagRxDataPacket
{
unsigned char Head
unsigned char Type
unsigned char Cmd
unsigned char DataLength
unsigned char Cheak
}RXDATAPACKET_S
54时钟模块设计
541时钟芯片选型
该智鱼缸控制系统需准确获取时钟参数需时钟掉电情况正确计时智鱼缸控制系统选DALLAS公司研发生产涓流充电时钟芯片DSl302完成系统绝时钟相时钟电路设计
DSl302通简单步串行方式单片机进行通信DSl302够系统提供提供年月日时分秒周时间信息DSl302够月份年份动调整月天数闰年天数DSl302时钟通调节AMPM 指示控制采24 12 时时钟计时模式DSl302仅需三口线： 1)RST(复位)2)I／O(数线)3)SCLK(串行时钟)DSl302功耗低维持整时钟模块正常工作功率1mw
图57 DS1302脚配置图
542时钟模块电路设计
图58 表示DS1302时钟模块电路图DS1302提供控制鱼缸换水喂食充氧等操作相时钟DS1302时间处理时系统提供扩展功闹钟提醒事件定时备忘等
图58 DS1302电路图
串行IO 口方式DS1302时钟芯片STC12C5A60S2单片机链接脚数量少需3DS1302时钟芯片工作电压范围20 V 55V相较宽广电压环境正常工作8 脚DIP 封装选8 脚SOIC 封装根表面装配非常简单3 线接口
55 Android客户端设计
551 Android蓝牙通信设计
1）蓝牙响应权限
Android手机应开发中果想系统功需开启应系统响应权限设计中需手机带蓝牙功需开启蓝牙响应权限代码：
2）配置机蓝牙模块
配置机蓝牙模块时需蓝牙操作核心类BluetoothAdapter该类直接开系统蓝牙设置面板设置蓝牙开关设置蓝牙见性该类中重功搜索功广播功整程概述：开蓝牙设置见性连接配广播监听
3）蓝牙通信
手机端获取Socket方式：
socket devicecreateRfcommSocketToServiceRecord(MY_UUID)
果创建成功进行连接操作：
socketconnect()
连接成功创建线程进行接收数：
mreadThread new ReadDataThread()
mreadThreadstart()
子线程中while循环循环退出条件蓝牙断开连接进入子线程程序会直监视socketInputStream输入流输入流空时候接收数进行处理果符合454中通讯协议数包进行处理
552 Android界面设计
系统设计Android客户端中采ViewPager滑动页面设计框架包含三Tab界面图59软件界面截图：
A B C
图59软件界面截图
蓝牙操作已封JAVA类需时候需定义实例化Bluetooth类
6 系统实现
61 底层设备软件实现
611系统软件流程图
智鱼缸控制系统工作流程图图61示工作程包括：初始化蓝牙通信接收命令参数命令执行命令返回温度值
图61 底层系统软件流程图
初始化：包括输入输出端口初始化系统时钟初始化AD模块蓝牙模块温度传感器初始化等
612底层系统算法设计
智鱼缸控制系统鱼缸硬件进行控制硬件设备正常工作需先相关设备写驱动程序系统中需驱动硬件设备电机该程序模块代码：
void motor_4(MOTOR_SWITCH_E sw)
{
unsigned char tmp
tmp MOTOR_PORT
switch(sw)
{
case ENUM_MOTOR_SWITCH_FORWARD
MOTOR_PORT tmp & ~BV(4)
tmp MOTOR_PORT
MOTOR_PORT tmp | BV(5)
break
case ENUM_MOTOR_SWITCH_REVERSE
MOTOR_PORT tmp & ~BV(5)
tmp MOTOR_PORT
MOTOR_PORT tmp | BV(4)
break
case ENUM_MOTOR_SWITCH_OFF
MOTOR_PORT tmp | BV(5)
tmp MOTOR_PORT
MOTOR_PORT tmp | BV(4)
break
}
}
时钟控制模块设置时间读取时间两功时间写入DS1302芯片然DS1302芯片写入时间开始动装载正确时间控制核心CPU读正确时间更具户设定时间完成相关操作代码实现
DS1302写入字节数
void ds1302_write_byte(uchar addr uchar d)
{
uchar i
RST1 启动DS1302总线
写入目标址：addr
addr addr & 0xFE 低位置零寄存器0位0时写1时读
温度传感器模块负责温度信息检测传输回单片机便户够实时监控鱼缸稳定情况控程序接收手机端发出控制命令参数然控制智鱼缸外围设备协工作操作开启关闭充氧设备开启关闭换水设备开启关闭喂食设备开启关闭LED灯光设备温度传感器检测温度手机端发送温度值等具体实现代码：
void process()
{
uchar head CMD[0]
uchar *cmd CMD+1
uchar wen[2]
uchar port_tmp
uchar timeArr[8] {0}
switch(head)
{
case SET_TIME
timeArr[4] (cmd[1]<<4) | cmd[2]
timeArr[5] (cmd[3]<<4) | cmd[4]
ds1302_write_time_by_arr(timeArr)
break
case MOTOR
if( str_cmp(cmd motor[0]) 1)
{ chose_motor(ENUM_MOTOR_CHOSE_1ENUM_MOTOR_SWITCH_ON)
break
}
if( str_cmp(cmd motor[1]) )
{
chose_motor(ENUM_MOTOR_CHOSE_1ENUM_MOTOR_SWITCH_OFF)
break
}
if( str_cmp(cmd motor[2]) ) chose_motor(ENUM_MOTOR_CHOSE_2ENUM_MOTOR_SWITCH_ON)
if( str_cmp(cmd motor[3]) ) chose_motor(ENUM_MOTOR_CHOSE_2ENUM_MOTOR_SWITCH_OFF)
if( str_cmp(cmd motor[4]) )
chose_motor(ENUM_MOTOR_CHOSE_4ENUM_MOTOR_SWITCH_FORWARD) chose_motor(ENUM_MOTOR_CHOSE_4ENUM_MOTOR_SWITCH_OFF) chose_motor(ENUM_MOTOR_CHOSE_4ENUM_MOTOR_SWITCH_REVERSE) chose_motor(ENUM_MOTOR_CHOSE_4ENUM_MOTOR_SWITCH_OFF)
}
break
case LED
if( str_cmp(cmd led[0]) )
{
Timer0Init()
ET0 1
break
}
if( str_cmp(cmd led[1]) )
{
port_tmp LED_PORT
ET0 0
LED_PORT port_tmp | BV(2)|BV(3)|BV(4)
break
}
break chose_motor(ENUM_MOTOR_CHOSE_3ENUM_MOTOR_SWITCH_OFF)
}
if( chongyang_cmd[0] readtime[8] &&氧
chongyang_cmd[1] readtime[9] &&
chongyang_cmd[2] readtime[10]&&
chongyang_cmd[3] readtime[11] )
{
chose_motor(ENUM_MOTOR_CHOSE_1ENUM_MOTOR_SWITCH_ON)
chose_motor(ENUM_MOTOR_CHOSE_1ENUM_MOTOR_SWITCH_OFF)
}
62手机端软件实现
621手机端软件流程图
手机端APP包含三部分：蓝牙链接界面设计工控制界面设计定时务界面设计户时开程序会进入蓝牙链接界面该程整软件建立位机间通讯蓝牙链接会动进入工控制界面界面该界面包含温度值检测显示喂食控制进出水开关氧泵开关霓虹效果第三页面定时控制界面户设置时间鱼缸天户设置时间动进行喂食换水充氧操作该程序模块会包含整工程中重通信功手机端软件流程图图示
图62 手机端软件流程图
622底手机端软件算法设计
手机端APP户点击屏幕钮应操作转化位机够识命令通蓝牙通信传送位机例充氧操作应命令fa 11 00 00 00 dd手机端负责位机通蓝牙通信发送温度值显示手机端便客户检测鱼缸温度代码实现
switch (vgetId()) {
case Ridbtn_CheckTemperature
m_blueToothsendMessage(definesBYTE_ARRAY_CMD_CHECK_TEMPERATURE)
m_tvShowStatusInfosetText(获取温度命令已发送)
break
case Ridbtn_Feed
m_blueToothsendMessage(definesBYTE_ARRAY_CMD_FEED)
m_tvShowStatusInfosetText(喂食命令已发送)
break
case Ridbtn_SetTimerFeed {
definesBYTE_ARRAY_CMD_SET_TIMER_FEED[1] (byte) (h 10)
definesBYTE_ARRAY_CMD_SET_TIMER_FEED[2] (byte) (h 10)
definesBYTE_ARRAY_CMD_SET_TIMER_FEED[3] (byte) (m 10)
definesBYTE_ARRAY_CMD_SET_TIMER_FEED[4] (byte) (m 10)
m_blueToothsendMessage(definesBYTE_ARRAY_CMD_SET_TIMER_FEED)
m_tvShowStatusInfosetText(定时喂食命令已发送)
}
break
case Ridbtn_SetTimerChangeTheWater {
definesBYTE_ARRAY_CMD_SET_TIMER_CHANGE_THE_WATER[1] (byte) (h 10)
m_blueToothsendMessage(definesBYTE_ARRAY_CMD_SET_TIMER_CHANGE_THE_WATER)
m_tvShowStatusInfosetText(定时换水命令已发送)
}
break
case Ridbtn_SetTimerChangeTheAir {
definesBYTE_ARRAY_CMD_SET_TIMER_CHANGE_THE_AIR[4] (byte) (m 10)
m_blueToothsendMessage(definesBYTE_ARRAY_CMD_SET_TIMER_CHANGE_THE_AIR)
m_tvShowStatusInfosetText(定时充氧命令已发送)
}
63软硬件设备实物图
631硬件设备实物图
硬件设备实物图图63图64图65示单片机核心控制模块STC12C5A60S2单片机核心CPU控制协调模块协工作温度传感器负责温度检测获取具体温度值蓝牙模块负责位机位机间通讯时钟控制模块负责提供智鱼缸控制系统时钟参数led灯带鱼缸更具观赏性电机负责功气泵水泵喂食器
图63智鱼缸正面俯视图
图64智鱼缸电机设备图
图65智鱼缸反面俯视图
632手机端软件截图
图66软件界面截图手机客户端软件包含三部分：设备连接界面工控制界面定时务界面户时开程序会进入蓝牙链接界面蓝牙链接会动进入工控制界面界面该界面包含温度值检测显示喂食控制进出水开关氧泵开关霓虹效果第三页面定时控制界面户设置时间鱼缸天户设置时间动进行喂食换水充氧操作
A B C
图66 软件界面截图
7 系统测试
71LED灯光变换测试
开智鱼缸控制系统电源开关手机端开智鱼缸APP连接设备选择开霓虹灯图71示
图71 霓虹灯模块演示图
图72示智鱼缸设备开启霓虹效果非常炫目提高鱼缸整体观赏性
图72 霓虹灯效果图
72检测温度测试
开智鱼缸控制系统电源开关手机端开智鱼缸APP连接设备选择获取温度手机客户端显示前鱼缸温度值21度提示获取温度命令已发送图示
图73 温度检测图
73水循环控制系统测试
开智鱼缸控制系统电源开关手机端开智鱼缸APP连接设备选择获开进水开关鱼缸做出抽水操作图74示
图74 鱼缸水循环测试图
74充氧模块测试
开智鱼缸控制系统电源开关手机端开智鱼缸APP连接设备选择获开充氧泵开关鱼缸做出充氧操作图75示
图75 鱼缸充氧测试图
结束语
系统根前市场需求系统集成角度进行设计开发形成套动充氧动换水灯光变换动喂食等功体集成控制系统时该系统设计灵活成低廉便量生产广泛安装家庭宾馆网吧高级写字楼等场增加美观
该智鱼缸控制系统综合利许高新技术例传感器技术蓝牙通讯技术嵌入式控制技术开发套简洁实鱼缸智控制系统整系统软硬件设计十分合理中底层软件部分采模块化程序设计方法硬件部分模块间相互独立工作时受单片机控制模块间相互协工作提高整系统性扩展性系统运行操作验证系统具快响应速度机交互界面简单清晰便操作功完善工作等特点
鱼缸里水观赏鱼水草微生物水含氧量等组成型生态环境复杂变量非线性系统智鱼缸控制系统肯定存许足疏漏处希相关专家提出宝贵改进意见
通次设计智鱼缸控制系统学许前解知识学会般课题研究程学会文撰写时次课题设计实践中遇许难题解决遇难题中学学理知识实际相结合起定程度提高动手力问题解决力身水足篇文中许会疏漏者存妥处位专家学者指正批评
致 谢
做次毕业设计程指导老师XX老师悉心指导关怀文选题撰写程中老师宝贵指导意见
选择课题时候老师出具针性建议高标准求希务必通次毕业设计收获够运学知识进行实践外想确保够切实学新技术新知识感谢老师高求正样够勇气选择次课题利完成
文撰写阶段老师文严格关帮助利完成文黄老师严谨学者风范深厚理修养易态度令收益匪浅学楷模
感谢XX学培养学校时光仅知识增长更明白做做事道理感谢老师直孜孜倦教诲衷心祝愿XX学会越越
参 考 文 献
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