新型智能养鱼装置设计说明书_装置工艺设计说明书

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新型实用养鱼装置设计说明书

设计者：曹运，万宏，林海奕，王恩杰

指导教师：孙方红

（辽宁工程技术大学创新实践学院，阜新123000）

作品内容简介

摘要 市面上现有的类似装置大多价格昂贵，且与鱼缸合为一体，程序操作复杂，而本作品价格远远低于市面上的价格，并且是一个鱼缸的外部附属设备，易安装，且不用改动原有的设施，简单易操作，可推广性强，外观新颖。

本作品可以智能调温，每天分时段自动喂食，过滤，完全可以解决鱼缸的看护问题，养鱼爱好者即便经常出门也可以不用担心养鱼的问题，尤其是一些养鱼场，该装置可以大大减轻员工劳动强度，节约企业成本，提高企业经济效益。另外，该装置附有照明系统，可以使鱼缸的观赏价值大大提高，同时也给鱼缸中的鱼更舒适的生活。

关键词：智能 养鱼 附属设备 单片机 1 研制背景及意义

中国人自古以来喜爱养鱼，喜欢在家中养各式各样的观赏鱼,在家里养上一缸赏心悦目的观赏鱼以消除身心疲惫，提高生活品味，增添生活情趣。养鱼不仅是一件观赏价值高的事，还可以陶冶情操，各种观赏鱼也成为了备受喜爱的宠物，而且现在许许多多酒店，宾馆等公共场所也都会在大厅里摆上观赏鱼缸，来提高市内的观赏价值，吸引顾客。这也进一步促进了观赏鱼繁殖业的发展。

但是养鱼也给人们带来很多困扰，观赏鱼的养护过程中，鱼需要定时喂食，补充氧气，一个适宜的恒定的水温环境，光线照明等一系列每天必做的繁琐的又需要养鱼专业技术的工作，让繁忙的人们无暇顾及。对于家庭养鱼来说，若家中成员外出，鱼儿就无人照顾，很容易因为饥饿和生活环境的不适宜而生病甚至死亡等意外；对于酒店，宾馆等公共场所来说，如果有一套智能养鱼设备，就可以减少甚至不用照顾鱼缸的人员，并且鱼缸的观赏价值丝毫不减；对于观赏鱼的繁殖场来说，有一套科学合理的智能养鱼装置，可以大大减轻员工劳动强度，节约企业成本，提高企业经济效益。有了一套智能的养护装置，使鱼儿的生活环境最佳化，自动完成养鱼的大部分过程，免去养护的繁琐。

而现今市面上销售的智能养鱼设备大多与鱼缸合为一体，对鱼缸的尺寸是有一定要求的，而且价格十分昂贵，一般家庭和企业负担不起，使用效果一般，大多需要定时进行大清洗，仍然需要花费不少的人力物力。

该作品主要对以上问题进行了优化和创新，设计出一套采用单片机控制，且与鱼缸缸体分离，适合任何尺寸鱼缸，结构简单，成本十分低廉，可以定时喂食，定时过滤，保持缸内温度恒定，不需要大清洗的装置，大大减轻了养鱼所耗费的人力物力，而且使用方便。2 设计方案

图1 新型养鱼装置的效果图

2.1 结构设计

制作前期，全组成员进行讨论，通过手工绘图对作品结构进行了初步设计，由于手工绘制的图纸表达效果差，我们选择通过三维绘图软件UG绘画出三维立体图。（如图1）2.2 结构制作

在结构制作方面，我们通过讨论选择用有机玻璃板制作，一开始我们通过手工裁剪板材，但裁剪效果较差，影响整体的美观性。于是我们决定先由组员利用CAXA（电子图版）软件，进行各部分结构的二维图绘制，然后通过学校的就激光切割车床进行板材的裁剪，剪裁达到了预期效果，通过有机玻璃胶水的粘制，制作出的外部结构，外部结构小巧美观。2.3 电气控制

为了实现作品的智能控制，确保其稳定运行，我们决定采用STC89C51单片机，令各部分结构达到可编程控制。2.3.1 通过单片机编程控制，通过继电器实现定时开关增氧泵，通过合理的计算使鱼缸增氧量既达到每天所需的氧气量，又实现节能的目的。

我们考虑到用户因为养鱼的多少和鱼缸的大小差异，需求不同。为了保证方案的可行性，和数据的真实性，我们组员进行了多方考证，首先我们在网上查找了大量数据来提供理论支撑，然后我们通过实验对数据进行验证，以保证数据的真实性。然后通过真实数据，对控制时间进行调整。为了保证用户需求，我们提供数据支持。2.3.2

通过单片机编程控制，通过控制步进电机实现定时定量喂食，根据实际情况，通过按键可调节喂食量，达到喂养需求。

我们选用了减速步进电机为直径：28mm，电压：5V，步进角度：5.625 x 1/64，减速比：1/64的 5线4相电机。可以用普通uln2003芯片驱动，也可以接成2相使用 可以配套开发板使用，直接插接，方便使用考虑到用户因为养鱼的多少，需求要的喂食量不同。为了保证方案的可行性，和数据的真实性，我们组员进行了多方考证，首先我们在网上查找了大量数据来提供理论支撑，然后我们通过实验对数据进行验证，以保证数据的真实性。然后通过真实数据，对控制时间进行调整。2.3.3 通过单片机编程控制电机转动，实现虑盒中的滤棉的自动更换。为了实现精确控制，采用了码盘计数原理。

由于每张滤棉有一定的使用寿命，一段时间后必须更换。为了保障水质良好，和实现滤棉的最大使用寿命，我们进行了实验调查，同时为了保证方案的可行性，和数据的真实性，我们组员进行了多方考证，首先我们在网上查找了大量数据来提供理论支撑，然后我们通过实验对数据进行验证，以保证数据的真实性。然后通过真实数据，对控制时间进行调整。达到产品的最优化。2.3.4 通过温度传感器实时监测水温变化，及时返回的数据由单片机对数据进行处理，当温度低于最适温度时，单片机通过对加热棒进行控制，将水温升至最适温度。

我们选用DS18B20温度传感器，和松乐SRSE继电器控制，为了保障最适温度，我们进行了实验调查，同时为了保证方案的可行性，和数据的真实性，我们组员进行了多方考证，首先我们在网上查找了大量数据来提供理论支撑，然后我们通过实验对数据进行验证，以保证数据的真实性。然后通过真实数据，对控制时间进行调整。达到产品的最优化。2.3.5 通过DS12C887时钟芯片和1602液晶显示，实现定时控制，由于DS12C887 能够自动产生世纪、年、月、日、时、分、秒等时间信息，其内部又增加了世纪寄存器，从而利用硬件电路解决子“千年”问题；DS12C887 中自带有锂电池，外部掉电时，其内部时间信息还能够保持10 年之久。2.4 仿真运行

为了实现单片机编程控制和电路的结合，我们自主编程和电路设计，为了保证程序和电路结合的可行性，我们通过PROTUSE软件进行模拟仿真运行，证实了其可行性。

图2 PROTUSE仿真图 3 创新特色

（1）因为本身结构简单，且内部不需要高档部件，故该作品成本远远低于同类装置。（2）外观小巧美观，且操作简单。

（3）是一种鱼缸的附属装置，装置小巧美观，可拆卸，适用于任何尺寸规格的鱼缸，实现了人工智能化养鱼应用推广价值高。

（4）可以定时定量精确喂食，精确控制缸内温度。

（5）与现有的养鱼装置相比，该装置能够定时更换过滤盒，定时自动将滤盒中不能使用的滤棉更换为新滤棉，不需要人工更换滤棉，只需要在所有滤棉使用完毕之后，将用过的滤棉卷棒取出，换上新滤棉即可。预计应用前景

观赏鱼缸是一个绚丽多彩、引人入胜的水下世界。在那清澈见底的水里，形态各异、美丽灵活的鱼儿活跃于郁郁葱葱、阿娜多姿的水草丛中，简直就是大自然的缩影、溪湖景物的再现，在居住条件大为改善的今天，我们已经有可能在自己的居室中设立一个这样的观赏鱼缸了。当你忙碌了一天之后，随手移过一把椅子，端坐在如诗如画的鱼缸面前注目观望之际，那城市的喧嚣、工作的压力，渐渐地就没有了踪影。如今快节奏生活的人们越来越喜欢养鱼，但却苦于没有时间，担心对鱼儿的照顾不够专业，这时智能养鱼装置的出现，给大家带来了福音，其在家庭鱼缸市场开发上具有绝对广阔的前景。

因为成本低，该作品在同类市场中具有绝对的竞争优势，而且鱼缸市场开发前景广阔，现今养鱼的人越来多，要求养鱼的技术也越来越专业，而通过单片机控制可以精确控制喂鱼的鱼食量和鱼缸温度，可以完成很多需要专业鱼类养护知识的工作。

相比于其他自动喂鱼的设备，结构简单，使用方便，适合各类尺寸的鱼缸，实用性非常大，非常适用于普遍推广。家庭应用可以使养鱼的过程更加专业可靠，提高鱼缸水质，提高观赏性，也免去了繁琐的养护工作，对于快节奏生活的家庭尤为适用，即使外出一个月，家里的鱼儿依然健康有活力，解决了了因为人们外出不能及时喂养的问题。用于家庭、酒店、宾馆等所用养鱼缸、养鱼场等方面，可以大大减轻员工劳动强度，节约企业成本，工人只需巡视养鱼设备，观察鱼的生长状况，即可保证鱼的正常生活及健康生长，提高鱼的成活率，提高企业经济效益，故其在养殖场的前景也是十分乐观的。

参考文献

孙志礼，冷兴聚，魏严刚等主编.机械设计.东北大学出版社 2000 电子技术应用[J].电子科技文摘, 1999,(11).赵晓安.MCS-51单片机原理及应用.天津：天津大学出版社，2001.3 李广第． 单片机基础． 第1版．北京：北京航空航天大学出版社，1999