【正文】 在此，我也要感謝重慶理工大學(xué)的培養(yǎng)。在選擇課題的時(shí)候，老師就給出具有針對(duì)性的建議，并且高標(biāo)準(zhǔn)地要求我們，希望我們務(wù)必通過本次的畢業(yè)設(shè)計(jì)得到收獲，在能夠運(yùn)用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行實(shí)踐之外，還想要確保我們能夠切實(shí)地學(xué)到一些新技術(shù)、新知識(shí)。同時(shí)在這次課題設(shè)計(jì)實(shí)踐中我也遇到了許多的難題，在解決遇到的這些難題中，我學(xué)到了將所學(xué)的理論知識(shí)和實(shí)際相結(jié)合起來。整個(gè)系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)十分合理，其中底層軟件部分采用了模塊化程序設(shè)計(jì)方法，使得硬件部分各個(gè)模塊之間相互獨(dú)立工作，同時(shí)又受單片機(jī)的控制，使得各個(gè)模塊之間又相互協(xié)同工作，提高了整個(gè)系統(tǒng)的可靠性和可擴(kuò)展性。 魚缸水循環(huán)測(cè)試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，選擇獲打開充氧泵開關(guān)，魚缸做出充氧操作。 A B C 軟件界面截圖7 系統(tǒng)測(cè)試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，選擇打開霓虹燈。 (“定時(shí)充氧”命令已發(fā)送)。 (“定時(shí)換水”命令已發(fā)送)。 (“定時(shí)喂食”命令已發(fā)送)。 [2] = (byte) (h % 10)。 case : ()。手機(jī)端還負(fù)責(zé)把下位機(jī)通過藍(lán)牙通信發(fā)送的溫度值顯示在手機(jī)端，便于客戶檢測(cè)魚缸的溫度。用戶使用時(shí)，打開程序，會(huì)進(jìn)入藍(lán)牙鏈接界面，該過程為整個(gè)軟件建立一個(gè)與下位機(jī)之間的通訊；藍(lán)牙鏈接以后會(huì)自動(dòng)進(jìn)入到人工控制界面界面，該界面包含溫度值的檢測(cè)與顯示、喂食控制、進(jìn)出水開關(guān)、氧泵開關(guān)、霓虹效果；第三個(gè)頁面是定時(shí)控制界面，用戶可以設(shè)置時(shí)間讓魚缸每天按照用戶設(shè)置的時(shí)間來自動(dòng)進(jìn)行喂食、換水、充氧操作。amp。amp。 break。 break。 chose_motor(ENUM_MOTOR_CHOSE_4,ENUM_MOTOR_SWITCH_OFF)。 if( str_cmp(cmd, motor[3]) ) chose_motor(ENUM_MOTOR_CHOSE_2,ENUM_MOTOR_SWITCH_OFF)。 break。 timeArr[5] = (cmd[3]4) | cmd[4]。 uchar wen[2]。 0xFE。 break。 break。 case ENUM_MOTOR_SWITCH_REVERSE: MOTOR_PORT = tmp amp。 ~BV(4)。在本系統(tǒng)中，需要驅(qū)動(dòng)的硬件設(shè)備主要是電機(jī)。6 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn) 底層設(shè)備軟件實(shí)現(xiàn)。()。整個(gè)過程可以概述為：打開藍(lán)牙，設(shè)置可見性，連接配對(duì)，廣播監(jiān)聽。在本設(shè)計(jì)中，因?yàn)槲覀冃枰褂玫绞謾C(jī)自帶藍(lán)牙功能，因此我們需要開啟藍(lán)牙響應(yīng)權(quán)限。 DS1302管腳配置圖 表示DS1302時(shí)鐘模塊的電路圖。DSl302通過簡單的同步串行方式與單片機(jī)進(jìn)行通信。 unsigned char DataLength。2）數(shù)據(jù)包數(shù)據(jù)包封裝為兩個(gè)結(jié)構(gòu)體，一個(gè)為發(fā)送數(shù)據(jù)包，一個(gè)為接收數(shù)據(jù)包。Byte2Byte3Byte4Byte5TypeCmdData_lengthCheck設(shè)備類型：0x1命令碼：0x1數(shù)據(jù)總長度：0x05SUMl l Head 為幀頭標(biāo)志，定義為0xAA；l l Data_length 為數(shù)據(jù)總長度，5個(gè)固定長度； l l Check 為各字節(jié)和校驗(yàn) 例：fa 11 00 00 00 dd1）初始化串口串口初始化需要對(duì)相應(yīng)的寄存器進(jìn)行初始化，在這里我們?cè)O(shè)置其串口波特率為9600，進(jìn)過計(jì)算得到BFINE = 2，SBRT = 32690，具體設(shè)置代碼如下：define SBRTH_value (((unsigned char)(SBRT 8))|0x80)define SBRTL_value ((unsigned char)SBRT) SCON = 0x70。 藍(lán)牙電路圖1）通訊協(xié)議概要底層設(shè)備和手機(jī)安卓端通信需要通過中繼——藍(lán)牙模塊。EUART自帶一個(gè)波特率發(fā)生器，它實(shí)質(zhì)上就是一個(gè)15位遞增計(jì)數(shù)器（如圖418）。 DS18B20電路圖本課題所使用單片機(jī)STC12C5A60S2自帶一路增強(qiáng)型通用異步收發(fā)器（EUART），是普通串口的增強(qiáng)版。 DS18B20方框圖。DSl8820的管腳排列是：DQ為數(shù)字信號(hào)輸入／輸出端；GND為電源接地；VDD為外接供電電源輸入。綜合以上因素考慮，我們使用DS18B20型號(hào)數(shù)字溫度傳感器。 //外部中斷初始化pwm1_init()。 //電壓初始化OP_init()。 _nop_()。切換方式為：打開OSC2CLK開關(guān)，并等待延時(shí)4個(gè)NOP指令，切換代碼如下： CLKCON = 0x08。本課題中為了減小硬件電路開支，我們選擇內(nèi)部12MRC振蕩器作為系統(tǒng)時(shí)鐘。當(dāng)選擇振蕩器1 時(shí)鐘（OSC1CLK）作為系統(tǒng)時(shí)鐘頻率分頻器的輸入時(shí)鐘（OSCSCLK ）（FS=0），并且系統(tǒng)進(jìn)入掉電（PowerDown ）模式時(shí)，振蕩器1 時(shí)鐘（OSC1CLK）和振蕩器2 時(shí)鐘（OSC2CLK）都會(huì)關(guān)閉。通過查閱資料實(shí)際考察等方式，從多種穩(wěn)壓降壓模塊中進(jìn)行篩選，最終德科儀器公司提供的TPS76033電壓轉(zhuǎn)換芯片成為最佳的解決方案， ，這使得單片機(jī)和藍(lán)牙模塊都能同時(shí)正常的工作。STC12C5A60S2單片機(jī)的內(nèi)部集成了MAX810專用復(fù)位電路用于系統(tǒng)工作異常時(shí)整個(gè)系統(tǒng)的復(fù)位重啟,以及2路PWM用于對(duì)電壓的精確控制,還有8路速度高達(dá)25萬次/秒的A/D轉(zhuǎn)換，可以將溫度、濕度等數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為單片機(jī)可識(shí)別的電信號(hào)。因此該程序模塊會(huì)包含有整個(gè)工程中最重要的通信功能。Android開發(fā)中自帶有藍(lán)牙API，我們直接使用該API并搭配Socket編程和多線程編程，就可以完成手機(jī)端和設(shè)備通信。其中輸入輸出部分包括：：將溫度傳感器檢測(cè)到的溫度數(shù)據(jù)傳輸給單片機(jī)；該溫度傳感器模塊完成數(shù)據(jù)的采集功能，主要由傳感器，放大器，A／D轉(zhuǎn)換器等組成。 硬件結(jié)構(gòu)圖其中控制部分包括：中心控制模塊：主要以CPU核心，包括晶振，復(fù)位電路等。下表41顯示該控制系統(tǒng)對(duì)各項(xiàng)參數(shù)的處理。整個(gè)智能魚缸控制系統(tǒng)分為以下幾個(gè)功能子系統(tǒng)：即人工／定時(shí)充氧系統(tǒng)、人工／定時(shí)水循環(huán)系統(tǒng)、LED燈光變幻系統(tǒng)、人工／定時(shí)喂食控制、實(shí)時(shí)溫度監(jiān)控系統(tǒng)等。4 概要設(shè)計(jì) 智能魚缸系統(tǒng)分為下位機(jī)硬件模塊和手機(jī)安卓軟件模塊這兩大部分。 Android客戶端開發(fā)工具Android客戶端開發(fā)工具很多，比較常用的有：Eclipse、Android Studio、Basic4Android等。在本設(shè)計(jì)中，采用Altium Designer14繪制原理圖。 事件流：基本事件流①打開溫度傳感器②檢測(cè)魚缸的溫度擴(kuò)展事件流無 前置條件：無 后置條件：無（6）設(shè)置時(shí)間用例（UC06） 用例名稱：設(shè)置時(shí)間 簡要說明：設(shè)置時(shí)間，智能魚缸系統(tǒng)到時(shí)自動(dòng)進(jìn)行相關(guān)操作。 事件流：基本事件流①打開喂食器②倒入魚飼料擴(kuò)展事件流①容器中無飼料，人工添加進(jìn)入容器。 智能魚缸業(yè)務(wù)流程圖根據(jù)智能魚缸系統(tǒng)的功能需求，對(duì)其進(jìn)行用例分析。業(yè)務(wù)流程：用戶通過手動(dòng)操作手機(jī)端，與智能魚缸系統(tǒng)進(jìn)行人機(jī)交互。本系統(tǒng)通過上位機(jī)手機(jī)APP來設(shè)置各種參數(shù)，用戶可以根據(jù)觀賞魚的實(shí)際生活習(xí)性來設(shè)定適宜小魚生活的參數(shù)，使該智能魚缸控制系統(tǒng)能在各種不同的環(huán)境適中發(fā)揮作用。 2．人機(jī)界面。 Android系統(tǒng)軟件架構(gòu)安卓系統(tǒng)軟件架構(gòu)主要有五層，從下到上依次是：Linux內(nèi)核層、本地庫、安卓運(yùn)行時(shí)、應(yīng)用框架層、應(yīng)用程序?qū)印?Android手機(jī)平臺(tái)的特點(diǎn)開放性：源代碼開發(fā)可以修改無需授權(quán)。傳感器在工業(yè)部門的應(yīng)用普及率已被國際社會(huì)作為衡量一個(gè)國家智能化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化的重要標(biāo)志?！扒度胄浴?、“專用性”與“計(jì)算機(jī)系統(tǒng)”是嵌入式系統(tǒng)的三個(gè)基本要素，應(yīng)用對(duì)象系統(tǒng)指嵌入式系統(tǒng)所嵌入的宿主系統(tǒng)。 本智能魚缸控制系統(tǒng)以 STC研發(fā)生產(chǎn)的 STC12C5A60S2 單片機(jī)為控制CPU，同時(shí)結(jié)合傳感器技術(shù)、藍(lán)牙通訊技術(shù)、手機(jī)APP，研發(fā)出一套可以用于不同類型水族箱和各種使用環(huán)境的集自動(dòng)充氧、自動(dòng)換水、燈光變幻、自動(dòng)喂食、溫度監(jiān)控等各種功能于一體的智能魚缸控制系統(tǒng)。智能魚缸控制系統(tǒng)正是在這種需求下產(chǎn)生的，現(xiàn)在魚缸水體凈化和水質(zhì)改善的設(shè)備有很多，目前市場(chǎng)上經(jīng)?？匆姷聂~缸控制設(shè)備有：換水設(shè)備、加氧泵、喂食設(shè)備等，但是它們一般都是非智能化的、單獨(dú)工作需要人工控制開關(guān)的器件。如今是國際水族產(chǎn)品看中國，許多國外大的采購公司都盯準(zhǔn)中國這個(gè)市場(chǎng)，把長遠(yuǎn)的目標(biāo)放在中國嘲。隨著經(jīng)濟(jì)水平的突飛猛進(jìn)，裝飾業(yè)的日趨興起，人們對(duì)生活、家居品位的追求愈加重視，體現(xiàn)在經(jīng)濟(jì)形態(tài)中就是與之相關(guān)的休閑、居家裝飾等行業(yè)日顯蓬勃發(fā)展之勢(shì)?，F(xiàn)時(shí)，估計(jì)全球有大約6千萬水族喜好者。德國與英國在這個(gè)嗜好上競(jìng)爭，踏入20世紀(jì)，漢堡市成為歐洲入口新奇水族品種的港口。所以現(xiàn)在出現(xiàn)的魚缸水體凈化和水質(zhì)改善的設(shè)備有很多，目前市場(chǎng)上經(jīng)?？匆姷聂~缸控制設(shè)備有：換水設(shè)備、加氧泵、喂食設(shè)備等，但是它們一般都是非智能化的、單獨(dú)工作需要人工控制開關(guān)的器件。智能魚缸控制系統(tǒng)正是在這種需求下產(chǎn)生的。人們追求越來越高的生活品位，導(dǎo)致了消費(fèi)水平也在提高，家居環(huán)境的個(gè)性化、環(huán)?；苍絹碓绞艿饺藗兊闹匾暎瑫r(shí)相關(guān)的智能家居等行業(yè)相應(yīng)的出現(xiàn)大發(fā)展之機(jī)遇。 該系統(tǒng)根據(jù)當(dāng)前市場(chǎng)上的需求進(jìn)行設(shè)計(jì)和開發(fā)，形成了一套自動(dòng)充氧、自動(dòng)換水、燈光變換和自動(dòng)喂食等功能為一體的集成控制系統(tǒng)。 該控制系統(tǒng)以STC12C5A60S2單片機(jī)為控制核心，結(jié)合傳感器技術(shù)，集多種控制功能于一體，包括檢測(cè)溫度、自動(dòng)充氧、自動(dòng)換水、燈光變換和自動(dòng)喂食等，同時(shí)在系統(tǒng)中設(shè)計(jì)一個(gè)藍(lán)牙通信模塊，可實(shí)現(xiàn)對(duì)魚缸的遠(yuǎn)程控制和管理?；趩纹瑱C(jī)的智能魚缸的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)畢業(yè)設(shè)計(jì)目 錄摘 要 IAbstract II1 緒論 1 1 1 22 開發(fā)技術(shù)與原理簡介 4 4 4 Android技術(shù) 4 Android智能手機(jī)平臺(tái)概述 4 Android手機(jī)平臺(tái)的特點(diǎn) 5 Android系統(tǒng)軟件架構(gòu) 53 需求分析 6 6 6 6 7 開