【正文】 ，更能美化居室環(huán)境，使人回歸那久違的綠色，讓自己重新回到大自然美景的懷抱中。最近這些年，這種以水草、觀賞魚為主體的生態(tài)魚缸被叫做“微縮魚草園林”，人們對(duì)其非常喜愛和追捧。 “魚缸又稱“水族箱，水族箱一詞起源于英國(guó)，水族箱飼養(yǎng)始于1851年的英國(guó)萬(wàn)國(guó)工業(yè)博覽會(huì)上，沿用至今已經(jīng)有150年的歷史。電力的改善使水族科技得以發(fā)展，使人工照明、通風(fēng)、過(guò)濾、水溫加熱都成為可能。在美國(guó)，大部分人（40%）同時(shí)打理2個(gè)或以上的水族箱。休閑水族行業(yè)也正是在人類的這種需求下應(yīng)運(yùn)而生，并且近年來(lái)其快速發(fā)展之狀況使其已經(jīng)成為一股新興的經(jīng)濟(jì)力量受到經(jīng)濟(jì)界及業(yè)內(nèi)人士的關(guān)注，據(jù)最新資料顯示：水族產(chǎn)品的日漸豐富，水族市場(chǎng)更加繁榮昌盛，水族行業(yè)產(chǎn)業(yè)規(guī)模的年增長(zhǎng)率達(dá)到13．8％，僅北京就由傳統(tǒng)的幾個(gè)小市場(chǎng)，發(fā)展成8個(gè)大規(guī)模的市場(chǎng)。 水族箱要保持金魚、水草的生活環(huán)境需經(jīng)常換水和補(bǔ)充氧氣，通常配備水泵和空氣泵這兩種設(shè)備來(lái)循環(huán)水體和補(bǔ)充氧氣，但是這些設(shè)備都是通過(guò)人力進(jìn)行開關(guān)控制，不便宜操作。 現(xiàn)在，魚缸智能控制器有的很大的市場(chǎng)需求，但是研究和開發(fā)尚處于起步階段，相應(yīng)的產(chǎn)品也相對(duì)較少。嵌入式系統(tǒng)主要由嵌入式微處理器、外圍硬件設(shè)備、嵌入式操作系統(tǒng)以及用戶的應(yīng)用程序等4個(gè)部分組成，它是集軟硬件于一體的可獨(dú)立工作的“器件”。在現(xiàn)代生活和科學(xué)研究中，各種類型的傳感器所提供的大量可靠、準(zhǔn)確的信息，不僅能代替人的五官功能，而且還能檢測(cè)到人的五官所不能感受的信息，從而使人類能更好地認(rèn)識(shí)世界和改造世界。 Android技術(shù) Android智能手機(jī)平臺(tái)概述Android是Google公司在2008年聯(lián)合開放手持設(shè)備聯(lián)盟（OHA）推出的基于Linux內(nèi)核的智能移動(dòng)設(shè)備操作系統(tǒng)，主要應(yīng)用于掌上便攜設(shè)備，如智能手機(jī)和平板電腦等。兼容性：與硬件無(wú)關(guān)，降低了開發(fā)者的負(fù)擔(dān)。1．功能。用戶可直接從手機(jī)顯示屏讀取系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。 4．生產(chǎn)成本：本系統(tǒng)使用的控制CPU是STC12C5A60S2單片機(jī)，該款單片機(jī)價(jià)格低廉，其外圍電路設(shè)備包括：藍(lán)牙模塊、溫度傳感器、時(shí)鐘模塊、Led燈帶、電機(jī)等，這些外圍成本低廉、加工簡(jiǎn)單，具有很強(qiáng)的可生產(chǎn)性。魚缸端接受到用戶發(fā)送的命令以及參數(shù)執(zhí)行對(duì)應(yīng)的操作如喂食、換水等。 客戶端用戶用例圖用例規(guī)約（1）換水用例（UC01） 用例名稱：換水 簡(jiǎn)要說(shuō)明：給魚缸進(jìn)行水體循環(huán)。 事件流：基本事件流①打開氣泵②給水體充氧擴(kuò)展事件流 無(wú) 前置條件：無(wú) 后置條件：設(shè)置時(shí)間，自動(dòng)充氧（4）燈光變幻用例（UC04） 用例名稱：燈光變換 簡(jiǎn)要說(shuō)明：打開LED彩燈，提高魚缸的觀賞性。 事件流：基本事件流①獲取溫度值②顯示溫度值擴(kuò)展事件流 無(wú) 前置條件：檢測(cè)溫度 后置條件：無(wú)（8）監(jiān)控溫度用例（UC08）1）用例名稱：充氧2）簡(jiǎn)要說(shuō)明：檢測(cè)溫度值，并把溫度值顯示在手機(jī)客戶端。本系統(tǒng)采用51內(nèi)核單片機(jī)最常用的Keil uVision5軟件，通過(guò)一個(gè)集成開發(fā)環(huán)境（uVision）將這些部分組合在一起。該軟件具有很強(qiáng)大的代碼提示功能和UI設(shè)計(jì)功能，有利于開發(fā)者開發(fā)速度和減小開發(fā)者上手難度。硬件模塊與軟件模塊通信使用藍(lán)牙串口方式，簡(jiǎn)單快捷。該智能魚缸控制系統(tǒng)的控制目的是能使魚缸能夠通過(guò)人工調(diào)節(jié)或者自動(dòng)調(diào)節(jié)的方式來(lái)保證魚缸的水質(zhì)、含氧量等生活環(huán)境是最適宜觀賞魚生活習(xí)性的。單片機(jī)核心控制模塊以STC12C5A60S2單片機(jī)為核心CPU控制協(xié)調(diào)其他模塊協(xié)同工作；溫度傳感器負(fù)責(zé)溫度的檢測(cè)以及獲取具體的溫度值；藍(lán)牙模塊負(fù)責(zé)上位機(jī)與下位機(jī)之間的通訊；時(shí)鐘控制模塊負(fù)責(zé)提供智能魚缸控制系統(tǒng)的時(shí)鐘參數(shù)；led燈帶則使魚缸更具觀賞性；不同的電機(jī)負(fù)責(zé)不同的功能主要有氣泵、水泵、喂食器。各種控制信號(hào)對(duì)應(yīng)的相關(guān)操作通過(guò)驅(qū)動(dòng)硬件完成，如打開氣泵進(jìn)行充氧操作等。：將手機(jī)APP端接受到的命令信號(hào)傳輸給CPU，CPU根據(jù)接收到的命令發(fā)出對(duì)應(yīng)的控制信號(hào)。 手機(jī)端軟件框圖本課題設(shè)計(jì)的上位機(jī)軟件功能包含有三大部分：藍(lán)牙鏈接界面設(shè)計(jì)，人工控制界面設(shè)計(jì)，定時(shí)任務(wù)界面設(shè)計(jì)。STC12C5A60S2單片機(jī)是一種單時(shí)鐘周期的單片機(jī)也就是說(shuō)該型單片機(jī)只能執(zhí)行一個(gè)任務(wù)，如果要同時(shí)執(zhí)行多個(gè)任務(wù)就需要開啟中斷。 STC12C5A60S2結(jié)構(gòu)圖。在智能魚缸控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，為了給STC12C5A60S2單片機(jī)以及相關(guān)外圍電路提供穩(wěn)定干凈的電源，所以還加上了濾波電路（ 濾波電路）。當(dāng)選擇振蕩器2 時(shí)鐘（OSC2CLK）作為（FS=1）并且系統(tǒng)進(jìn)入掉電（PowerDown ）模式時(shí)，用以支持片上外圍設(shè)備（例如定時(shí)器3 、時(shí)基定時(shí)器等）。 復(fù)位電路1） 打開系統(tǒng)電源，初始化系統(tǒng)時(shí)鐘下載設(shè)置中設(shè)置晶體諧振器，內(nèi)部12MHz RC振蕩器。 _nop_()。//系統(tǒng)時(shí)鐘選擇為OSC2CLK2） 系統(tǒng)各模塊功能初始化系統(tǒng)將對(duì)以下功能包括外部中斷0、定時(shí)器EUART、ADC、POWER、OP、PGA、PWM以及對(duì)端口屬性進(jìn)行初始化。 //PGA初始化Timer2_init()。 //端口初始化宏智能魚缸控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求溫度傳感器具有很高的精確度，并且能夠傳回準(zhǔn)確的溫度值，根據(jù)魚類的生活習(xí)性，測(cè)溫范圍為零下5度到50度之間，傳感器測(cè)量誤差在零下5度到50度之間的精度為177。DSl8820只讀存儲(chǔ)器儲(chǔ)存器中的的64位序列號(hào)的作用是標(biāo)識(shí)不同的DSl8820，因此多個(gè)DSl8820就可以連接到一根總線上協(xié)同工作。DSl8820芯片的引腳2與單片機(jī)P10口連接。與普通串口相同，該串口收發(fā)器擁有四種工作方式：表52 EUART工作方式列表SM0SM1方式類型波特率幀長(zhǎng)度起始位停止位第9位000同步fSYS /（4或12） 8位無(wú)無(wú)無(wú)011異步自帶波特率發(fā)生器的溢出率/1610位11無(wú)102異步fSYS /（32或64）11位110,1113異步自帶波特率發(fā)生器的溢出率/1611位110,1幾種工作模式分別為：1. 方式0：同步，半雙工通訊；2. 方式1：8 位EUART，可變波特率，異步全雙工；3. 方式2：9 位EUART，固定波特率，異步全雙工；4. 方式3：9 位EUART，可變波特率，異步全雙工。藍(lán)牙模塊單獨(dú)的為用戶提供了幾個(gè)可操作引腳，其中有一個(gè)復(fù)位引腳和連接狀態(tài)引腳。藍(lán)牙模塊和手機(jī)Android采用主從模式：手機(jī)作為主模式，藍(lán)牙模塊作為從機(jī)模式。// SBRTL = SBRTL_value。 unsigned char Type。}RXDATAPACKET_S。DSl302僅需用到三個(gè)口線： 1)RST(復(fù)位)，2)I／O(數(shù)據(jù)線)，3)SCLK(串行時(shí)鐘)。 DS1302電路圖串行I/O 口方式使得DS1302時(shí)鐘芯片與STC12C5A60S2單片機(jī)鏈接管腳數(shù)量很少只需要3個(gè)； V到 ，相對(duì)較為寬廣可以在不同的電壓環(huán)境下正常工作；8 腳DIP 封裝或可選的8 腳SOIC 封裝根據(jù)表面裝配；是非常簡(jiǎn)單的3 線接口。該類可以直接打開系統(tǒng)的藍(lán)牙設(shè)置面板，并設(shè)置藍(lán)牙開關(guān)，還可以設(shè)置藍(lán)牙可見性。如果創(chuàng)建成功，則進(jìn)行連接操作：()。當(dāng)進(jìn)入子線程以后，程序會(huì)一直監(jiān)視socket的InputStream，及輸入流，當(dāng)輸入流不為空的時(shí)候，我們就接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，我們就對(duì)其進(jìn)行處理。 底層系統(tǒng)軟件流程圖初始化：主要包括輸入輸出端口初始化、系統(tǒng)時(shí)鐘初始化、AD模塊以及藍(lán)牙模塊、溫度傳感器初始化等。 tmp = MOTOR_PORT。 MOTOR_PORT = tmp | BV(5)。 tmp = MOTOR_PORT。 tmp = MOTOR_PORT。 RST=1。主控程序主要接收手機(jī)端發(fā)出的控制命令及參數(shù)，然后控制智能魚缸外圍設(shè)備協(xié)同工作，主要操作有開啟/關(guān)閉充氧設(shè)備、開啟/關(guān)閉換水設(shè)備、開啟/關(guān)閉喂食設(shè)備、開啟/關(guān)閉LED燈光設(shè)備、讓溫度傳感器檢測(cè)溫度、向手機(jī)端發(fā)送溫度值等，具體實(shí)現(xiàn)代碼如下： void process(){ uchar head = CMD[0]。 uchar timeArr[8] = {0}。 break。 break。 chose_motor(ENUM_MOTOR_CHOSE_4,ENUM_MOTOR_SWITCH_OFF)。 case LED: if( str_cmp(cmd, led[0]) ) { Timer0Init()。 ET0 = 0。 chose_motor(ENUM_MOTOR_CHOSE_3,ENUM_MOTOR_SWITCH_OFF)。amp。 chose_motor(ENUM_MOTOR_CHOSE_1,ENUM_MOTOR_SWITCH_OFF)。手機(jī)端軟件流程圖如圖所示 手機(jī)端軟件流程圖手機(jī)端APP主要是把用戶點(diǎn)擊屏幕按鈕對(duì)應(yīng)的操作轉(zhuǎn)化為下位機(jī)能夠識(shí)別的命令，通過(guò)藍(lán)牙通信傳送給下位機(jī)。 (“獲取溫度”命令已發(fā)送)。 break。 [4] = (byte) (m % 10)。 case : { [1] = (byte) (h / 10)。 case : { [4] = (byte) (m % 10)。，手機(jī)客戶端軟件包含有三大部分：設(shè)備連接界面，人工控制界面，定時(shí)任務(wù)界面。 霓虹燈效果圖打開智能魚缸控制系統(tǒng)電源開關(guān)，手機(jī)端打開智能魚缸APP，連接設(shè)備，選擇獲取溫度，手機(jī)客戶端顯示當(dāng)前魚缸的溫度值為21度，并提示“獲取溫度”命令已發(fā)送，如圖所示。同時(shí)該系統(tǒng)設(shè)計(jì)靈活、成本低廉，便于量生產(chǎn)，可廣泛安裝于家庭、賓館、網(wǎng)吧、高級(jí)寫字樓等的場(chǎng)所增加美觀。由于魚缸里的水、觀賞魚、水草、微生物、水含氧量等組成的一個(gè)小型生態(tài)環(huán)境是一個(gè)復(fù)雜的、多變量的、非線性系統(tǒng)，所以本智能魚缸控制系統(tǒng)肯定存在許多不足及疏漏之處，希望相關(guān)專家提出寶貴的改進(jìn)意見。由于我自身的水平不足，在本篇論文中或許會(huì)有一些疏漏或者存在一些不妥之處，所以還望各位專家、學(xué)者指正和批評(píng)。在論文撰寫階段，老師對(duì)論文嚴(yán)格把關(guān)，幫助我們順利完