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摘要：智能鱼缸系统是将水循环、充氧、喂食、温度显示等功能集于一体，解决鱼缸设备集中控制和资源浪费的问题。运用物联网技术实现鱼缸工作状态实时监控，通过蓝牙技术实现信息传输，通过手机APP实现对鱼缸设备的智能控制。本设计使用物联网及其相关技术，对于改造传统家庭鱼缸有实际意义，对大型水产养殖业发展同样具有应用价值。
关键词：蓝牙传输;智能控制;Android;STC89C51;传感器
0 引言
为了解决传统鱼缸存在的诸多弊端，本文设计出一种基于物联网的智能鱼缸，它具有充氧、水循环、喂食、温度显示等功能，满足普通鱼类爱好者的基本要求。本系统设计时将应用蓝牙技术满足通信需求、應用安卓技术满足兼容需求、应用单片机技术满足控制需求。在本系统中，用户可以自行选择外围设备，如抽水泵、充氧泵、温度传感器等，然后由系统实现集中控制，成本较低，符合实际的应用需求。
1 系统的总体设计
系统的总体设计框图如图1所示。该系统以STC89C51主控模块为核心设计部分，结合蓝牙模块、电源电路模块、温度显示模块、水循环模块、充氧模块及喂食模块等模块，实现温湿度显示、水循环、充氧和喂食等基本功能。
2 系统硬件电路设计
2.1 系统电源设计
本系统电源由5V移动电源、长度1米的5V（DC圆头外径5.5*2.1）电源线、5V转3.3V电源线构成。
2.2温度显示模块设计
本模块主要由温度传感器、系统主控模块、液晶显示屏组成，使用5V电源。此模块电路连接重点在于LCD1602与主控模块的引脚连接，还要用电阻测试调节屏幕对比度。电路图如图2所示。
2.3 水循环模块设计
本模块由按键开关，HC-02蓝牙模块、系统主控模块、继电器和水泵构成，使用5V与3.3V电源。此模块的主要功能是根据传感器模块监测到的实时数据和设定的阈值做出相应的操作。此模块电路图3所示。
2.4充氧模块设计
本模块由按键开关，HC-02蓝牙模块、系统主控模块、继电器和充氧泵构成，使用5V与3.3V电源。此模块主要功能为鱼缸补充氧气，其电路图如图4所示。
2.5喂食模块设计
本模块由按键开关，HC-02蓝牙模块、系统主控模块、ULN2003A驱动模块、步进电机及外围设备构成，电路图如图5所示。
3 系统软件设计
软件流程为：端口定义、显示设备及通讯串口初始化，主函数的while循环中分为两个部分进行。一是温度显示功能：采集温度、数据传输、数据处理、温度显示、进入循环。二是水循环、充氧、喂食功能：按键信号与蓝牙信号的采集、信号或运算处理、子程序调用或使能信号输出，实现硬件设备开关控制，进入循环。软件流程图如图6所示。
4 结束语
本设计为了解决各类鱼缸设备集中控制难，协调性差、资源浪费等问题，选用STC89C51RC单片机芯片组成主控模块，结合传感器技术、蓝牙通讯技术，设计出集水循环、充氧、自动喂食、温度显示等功能于一体的智能鱼缸系统，使用安卓APP实时控制鱼缸内设备工作状态。本设计的主要特色是利用物联网技术设计和实现了鱼缸工作状态实时监控，在手机终端通过蓝牙通讯实现对鱼缸功能的控制，投入使用后，用户可自行选择外围设备，系统实现集中控制，节约工作成本，具有良好的兼容性能，可以接入到家庭物联网系统中，对于改造传统家庭鱼缸有实际意义，对大型水产养殖业发展同样具有应用价值。
参考文献：
[1]吴由松，吴允强.蓝牙智能家居系统设计[J].电子测试，2017，（21）：12-13.
[2]支元，王登科.基于嵌入式系统智能鱼缸的设计与实现[J].电脑知识与技术，2015，11（29）：155-156.
[3]李婕，李昊.基于无线网络控制的智能鱼缸的设计[J].数字技术与应用，2017，（08）：160-162.
[4]孔维一.基于单片机的智能鱼缸设计[J].智能应用，2017，（19）：28-30.
[5]刘大川，李钊合，孙淑杰，袁驰，张志佳.水族箱智能控制系统的设计与实现[J].智能计算机与应用，2015，5（2）：98-100.
[6]Hamzah S.An Intelligent Behavior-Based Fish Feeding System [J].2016 13th International Multi-Conference on Systems，Signals & Devices （SSD），2016，（02）：22-29.
关键词：蓝牙传输;智能控制;Android;STC89C51;传感器
0 引言
为了解决传统鱼缸存在的诸多弊端，本文设计出一种基于物联网的智能鱼缸，它具有充氧、水循环、喂食、温度显示等功能，满足普通鱼类爱好者的基本要求。本系统设计时将应用蓝牙技术满足通信需求、應用安卓技术满足兼容需求、应用单片机技术满足控制需求。在本系统中，用户可以自行选择外围设备，如抽水泵、充氧泵、温度传感器等，然后由系统实现集中控制，成本较低，符合实际的应用需求。
1 系统的总体设计
系统的总体设计框图如图1所示。该系统以STC89C51主控模块为核心设计部分，结合蓝牙模块、电源电路模块、温度显示模块、水循环模块、充氧模块及喂食模块等模块，实现温湿度显示、水循环、充氧和喂食等基本功能。
2 系统硬件电路设计
2.1 系统电源设计
本系统电源由5V移动电源、长度1米的5V（DC圆头外径5.5*2.1）电源线、5V转3.3V电源线构成。
2.2温度显示模块设计
本模块主要由温度传感器、系统主控模块、液晶显示屏组成，使用5V电源。此模块电路连接重点在于LCD1602与主控模块的引脚连接，还要用电阻测试调节屏幕对比度。电路图如图2所示。
2.3 水循环模块设计
本模块由按键开关，HC-02蓝牙模块、系统主控模块、继电器和水泵构成，使用5V与3.3V电源。此模块的主要功能是根据传感器模块监测到的实时数据和设定的阈值做出相应的操作。此模块电路图3所示。
2.4充氧模块设计
本模块由按键开关，HC-02蓝牙模块、系统主控模块、继电器和充氧泵构成，使用5V与3.3V电源。此模块主要功能为鱼缸补充氧气，其电路图如图4所示。
2.5喂食模块设计
本模块由按键开关，HC-02蓝牙模块、系统主控模块、ULN2003A驱动模块、步进电机及外围设备构成，电路图如图5所示。
3 系统软件设计
软件流程为：端口定义、显示设备及通讯串口初始化，主函数的while循环中分为两个部分进行。一是温度显示功能：采集温度、数据传输、数据处理、温度显示、进入循环。二是水循环、充氧、喂食功能：按键信号与蓝牙信号的采集、信号或运算处理、子程序调用或使能信号输出，实现硬件设备开关控制，进入循环。软件流程图如图6所示。
4 结束语
本设计为了解决各类鱼缸设备集中控制难，协调性差、资源浪费等问题，选用STC89C51RC单片机芯片组成主控模块，结合传感器技术、蓝牙通讯技术，设计出集水循环、充氧、自动喂食、温度显示等功能于一体的智能鱼缸系统，使用安卓APP实时控制鱼缸内设备工作状态。本设计的主要特色是利用物联网技术设计和实现了鱼缸工作状态实时监控，在手机终端通过蓝牙通讯实现对鱼缸功能的控制，投入使用后，用户可自行选择外围设备，系统实现集中控制，节约工作成本，具有良好的兼容性能，可以接入到家庭物联网系统中，对于改造传统家庭鱼缸有实际意义，对大型水产养殖业发展同样具有应用价值。
参考文献：
[1]吴由松，吴允强.蓝牙智能家居系统设计[J].电子测试，2017，（21）：12-13.
[2]支元，王登科.基于嵌入式系统智能鱼缸的设计与实现[J].电脑知识与技术，2015，11（29）：155-156.
[3]李婕，李昊.基于无线网络控制的智能鱼缸的设计[J].数字技术与应用，2017，（08）：160-162.
[4]孔维一.基于单片机的智能鱼缸设计[J].智能应用，2017，（19）：28-30.
[5]刘大川，李钊合，孙淑杰，袁驰，张志佳.水族箱智能控制系统的设计与实现[J].智能计算机与应用，2015，5（2）：98-100.
[6]Hamzah S.An Intelligent Behavior-Based Fish Feeding System [J].2016 13th International Multi-Conference on Systems，Signals & Devices （SSD），2016，（02）：22-29.