基于單片機(jī)的魚缸設(shè)計(jì)

基于單片機(jī)的魚缸控制器設(shè)計(jì)摘要本文是基于單片機(jī)的魚缸控制器的設(shè)計(jì)，目前市場上有各種各樣的欣賞類的魚缸，進(jìn)入了不同的應(yīng)用場合，如家庭、賓館和商場等等，但現(xiàn)有的魚缸一般需要人為的操作，比方水溫的檢測、水循環(huán)、魚兒喂食和液位控制等，給人們帶來了很大的不便。本論文就是基于這一現(xiàn)狀，分析和研究目前大多數(shù)的魚缸的控制設(shè)備和現(xiàn)狀，提出了一種新型的基于單片機(jī)控制的自動(dòng)化魚缸控制器，該控制器是以單片機(jī)為核心，再結(jié)合傳感器技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)多種功能，包括溫度控制、水位檢測、氧含量控制、燈光照明等，真正做到了自動(dòng)化控制。整個(gè)控制系統(tǒng)分為兩局部，一是以單片機(jī)AT89C52為核心，主要是實(shí)現(xiàn)對各種控制參數(shù)的設(shè)置、顯示、處理和存儲(chǔ)等。二是輸入輸出局部，主要是采集系統(tǒng)所要求的各種參數(shù)和檢測信號(hào)，并將核心芯片傳輸?shù)男盘?hào)進(jìn)行執(zhí)行，設(shè)計(jì)出硬件電路和軟件電路，綜合實(shí)現(xiàn)魚缸控制的集中管理。通過對所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)進(jìn)行較長時(shí)間的運(yùn)行和測試，結(jié)果說明所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)要求，并且其具有系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠、操作簡單、設(shè)計(jì)靈活、本錢低廉和結(jié)構(gòu)簡單等特點(diǎn)，可以廣泛的應(yīng)用于家庭類的欣賞性魚缸。關(guān)鍵字：單片機(jī)，自動(dòng)化，魚缸，控制系統(tǒng)TheDesignerofMCU-basedtankABSTRACTThisarticleisbaseddesignautomationaquarium,thereareavarietyofornamentalfishtankonthemarkettoday,intothedifferentapplications,suchashome,hotelandshoppingandsoon,buttheexistingtanksgenerallyrequirehumanoperation,suchaswatertemperaturedetection,watercycle,fishfeedingandlevelcontrol,tobringalotofinconvenience.Thispaperisbasedonthissituation,analysisandresearchequipmentandthecurrentstatusofcontrolofmostofthefishtank,weproposeanewtankbasedautomationmicroprocessorcontrolled,thesystemiscore,combinedwithsensortechnology,setmultipletechnologiesandcontrolfunctionsinone,includingthermostat,automaticfeeding,automaticwaterchange,automaticlighting,theperfectautomatedcontrol.Thewholecontrolsystemisdividedintotwoparts,oneistheAT89C52asthecore,itistoachieveavarietyofcontrolparameterssetting,display,processing,andstorage.Second,theinputandoutputsection,mainlyavarietyofparametersanddetectsignalacquisitionsystemrequires,andwillbeexecuted,hardwaredesignschematicssignaltransmissioncorechipandsoftwaredesign,integratedcentralizedmanagementcontroltank.Basedonthedesignofthesystemforalongtimetorunandtestresultsshowthattheproposedsystemcanachieverequirementsandhavingthesystemisstableandreliable,simpleoperation,designflexibility,lowcostandsimplestructure,etc.,canbewidelyusedinthefamilyclassofornamentalfishtank.KEYWORDS:MCU,automation,fishtank,controlsystem目錄4811前言14088第1章概述2208011.1研究的意義282941.1.1自動(dòng)化魚缸24291.1.2自動(dòng)化魚缸應(yīng)用情況及意義268231.2現(xiàn)狀3241851.2.1功能分類3223211.2.2單片機(jī)的應(yīng)用338931.2.3控制系統(tǒng)及特點(diǎn)4298421.3論文的主要工作41061.3.1設(shè)計(jì)任務(wù)5154951.3.2設(shè)計(jì)方案528401第2章控制方案6210942.1自動(dòng)化魚缸的控制原理分析6274222.1.1應(yīng)用方向6322882.1.2控制原理6313052.1.3控制要求7164372.2控制參數(shù)與性能指標(biāo)7290362.2.1溫度7323222.2.2水位8148412.2.3光和氧氣8217872.3設(shè)備造型831250I/O點(diǎn)分析8175442.3.2單片機(jī)的選型991572.3.3電源的選擇9189782.3.4繼電器的選擇10192042.4總體方案1027619第3章系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)13246793.1硬件的總體結(jié)構(gòu)13308193.2主從機(jī)的電路設(shè)計(jì)1479393.3各個(gè)模塊的硬件設(shè)計(jì)15127663.3.1時(shí)鐘電路模塊的設(shè)計(jì)16117253.3.2鍵盤與顯示模塊的設(shè)計(jì)166223.3.3溫度控制模塊的設(shè)計(jì)16147043.3.4數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路的設(shè)計(jì)182854第4章系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)19126734.1設(shè)計(jì)內(nèi)容及方法19115004.1.1設(shè)計(jì)內(nèi)容19277474.1.2設(shè)計(jì)方法19249054.2主程序的設(shè)計(jì)21203294.3中斷效勞子程序的設(shè)計(jì)22108834.4時(shí)間顯示和溫度讀取程序的設(shè)計(jì)23176564.4.1顯示時(shí)間的設(shè)計(jì)23239984.4.2溫度讀取的設(shè)計(jì)2322704第5章系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計(jì)24243145.1硬件電路的抗干擾24209695.1.1單片機(jī)控制系統(tǒng)出錯(cuò)的原因24261505.1.2電路的抗干擾設(shè)計(jì)2499885.2軟件電路的抗干擾25239665.2.1數(shù)據(jù)采集軟件的抗干擾25144345.2.2輸出通道的抗干擾25117295.2.3程序執(zhí)行過程的抗干擾2630722結(jié)論289956謝辭292832參考文獻(xiàn)30132附錄317406外文資料翻譯41前言本次課題主要是完成基于單片機(jī)的魚缸控制器的設(shè)計(jì)，針對于目前市場上的魚缸情況，其在很大程度上都需要人為的操作，而本次論文的主要工作及目的，便是通過將單片機(jī)與傳感器技術(shù)相結(jié)合，將人們從操作上解放出來，實(shí)現(xiàn)魚缸的自動(dòng)化控制，使得其控制更加穩(wěn)定、靈活和方便。該設(shè)計(jì)要求控制器能實(shí)現(xiàn)魚缸的自動(dòng)調(diào)溫、自動(dòng)換水以及自動(dòng)除垢等功能。隨著國民經(jīng)濟(jì)的開展，人們的生活水平有了很大的提高，相應(yīng)的對生活質(zhì)量有了明顯的要求，而休閑水族產(chǎn)業(yè)的出現(xiàn)在很大程度上提高了人們對自然和享受的追求，目前水族業(yè)的蓬勃開展也恰恰說明了這一點(diǎn)，但目前市場上的魚缸還有所欠缺，其正處在初步開展的階段，不能到達(dá)群眾的需求。本次論文針對于這一現(xiàn)狀，提出了將單片機(jī)與魚缸相結(jié)合的想法，并應(yīng)用傳感器技術(shù)，實(shí)現(xiàn)硬件和軟件的統(tǒng)一，使其共同協(xié)調(diào)工作，實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)魚缸所不能實(shí)現(xiàn)的自動(dòng)控制。解決人們因?yàn)闀r(shí)間原因不能及時(shí)養(yǎng)護(hù)魚缸的困難，使得系統(tǒng)可以在設(shè)定參數(shù)后能夠自行的運(yùn)作，減少人為的操作。本次設(shè)計(jì)是先針對于目前魚缸市場的現(xiàn)狀，提出新型的控制方案，確定設(shè)計(jì)的主要目的和要實(shí)現(xiàn)的要求，明確設(shè)計(jì)對象中的各個(gè)控制參數(shù)，并闡述所應(yīng)用的技術(shù)的原理。在設(shè)計(jì)過程中，主要將工作分為兩局部，一是硬件的選用和設(shè)計(jì)，主要是針對于設(shè)計(jì)所需要的各種設(shè)備和性能的要求，選擇并設(shè)計(jì)出可靠和穩(wěn)定的硬件電路；二是軟件的設(shè)計(jì)，此過程主要是程序的設(shè)計(jì)和編寫，在設(shè)計(jì)好硬件電路的前提下，將編寫好的程序?qū)懭胄酒?，有主控制系統(tǒng)下達(dá)命令并使得硬件局部快速準(zhǔn)確的執(zhí)行。此外，由于在硬件和軟件設(shè)計(jì)的過程中會(huì)出現(xiàn)各種問題，并且最終的執(zhí)行結(jié)果可能會(huì)出現(xiàn)偏差，這些主要是由于在系統(tǒng)工作過程中會(huì)出現(xiàn)信號(hào)的干擾，導(dǎo)致系統(tǒng)誤動(dòng)作，所以要有一定的抗干擾設(shè)計(jì)，保證系統(tǒng)在發(fā)出信號(hào)、接收信號(hào)以及執(zhí)行動(dòng)作的時(shí)候不會(huì)出錯(cuò)，能夠準(zhǔn)確的實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)所要求的功能。第1章概述1.1研究的意義1.1.1自動(dòng)化魚缸自動(dòng)化魚缸利用先進(jìn)的技術(shù)，真正做到了節(jié)能、環(huán)保和方便實(shí)用，是養(yǎng)魚者最好最方便的選擇。它改變了原有的很多手工上的操作，比方自己換水、氧氣含量的控制、水質(zhì)不好等問題，而應(yīng)用自動(dòng)化魚缸可以很好的解決這些問題，為魚兒提供了一個(gè)良好的環(huán)境，并且大大地提高了養(yǎng)魚愛好者的樂趣。再也不用人為的進(jìn)行換水，當(dāng)外出時(shí)也不用擔(dān)憂魚兒無人照料，并且系統(tǒng)設(shè)計(jì)的平安措施也能有效的降低異常情況的發(fā)生等等。真正做到了自動(dòng)化的控制，在時(shí)間上解放了人類，為養(yǎng)魚愛好者節(jié)省了很多時(shí)間，省去了很多不必要的麻煩。全自動(dòng)魚缸有各式各樣的款式和不同的型號(hào)，可根據(jù)不同場合選用最適宜最實(shí)用的魚缸。自動(dòng)化魚缸節(jié)能環(huán)保，方便控制，解決了一系列的問題，如換水難、水中礦物質(zhì)缺乏以及耗時(shí)照料等。系統(tǒng)控制會(huì)自動(dòng)進(jìn)行定時(shí)，然后根據(jù)魚缸中水量的情況進(jìn)行加水和排水的，保證魚缸中水量的適度。并且能自動(dòng)去除魚的糞便和水中的雜質(zhì)，免除了使用清洗過濾棉給魚兒帶來的傷害和對水質(zhì)的污染。這樣一來，不僅使得魚缸的使用變得更加方便，而且美化了環(huán)境，使得養(yǎng)魚成為賞心悅目的事，人們不用在其上花費(fèi)太多的時(shí)間和勞力，在很大程度上將人們解放出來，真正實(shí)現(xiàn)了休閑的自動(dòng)化控制。1.1.2自動(dòng)化魚缸應(yīng)用情況及意義隨著我國經(jīng)濟(jì)的開展，人民的生活水平得到了很大的改善，人們的生活品位相應(yīng)的也越來越高，與之相關(guān)的休閑、養(yǎng)生類等行業(yè)有了日漸蓬勃的開展之勢。工作和生活在城市里的人或多或少都承受著各方面壓力，心里都渴望著回歸大自然的寧靜與和諧。這樣一來，一個(gè)生機(jī)盎然、蒼翠欲滴的魚草水族箱便有了很大的作用，它不但能美化居室的環(huán)境，使得人們近距離的接觸到大自然，更能使人得到綠色和充滿活力的能量，每天欣賞大自然綠色美景的同時(shí)，在心理上得到很大的滿足和平靜。在這種需求下，水族行業(yè)便得到了其開展的優(yōu)勢。魚缸又被大家稱水族箱，它起源于英國，到現(xiàn)在已經(jīng)有了超過150年的歷史。在魚缸市場開展早期的時(shí)候，水族箱的作用多用于展覽，主要是在酒店和展覽會(huì)等群眾化的場所的欣賞。但如今隨著生活水平的提高，而且科技的參加使得水族業(yè)得到了快速和良好的開展。水族箱更是逐漸成為了普通家庭的室內(nèi)裝飾?，F(xiàn)如今，以水草和金魚為主的魚缸被稱作“水中微縮的魚草園林〞，是人們在休閑上的普遍選擇，但人們由于工作繁忙或者不是專業(yè)養(yǎng)護(hù)，導(dǎo)致沒有很好的結(jié)果，最后的結(jié)局大多是水草的枯萎和魚兒的死亡。針對這一現(xiàn)狀，市場上也陸續(xù)出現(xiàn)了各種自動(dòng)化控制的魚缸，可以完成水溫控制、保證氧含量、自動(dòng)排水以及自動(dòng)照明等。通過對目前大多數(shù)水族箱控制設(shè)備應(yīng)用現(xiàn)狀的分析和研究，提出了一種集多中功能于一體的自動(dòng)化魚缸控制器，該控制系統(tǒng)是以單片機(jī)為控制中心，將其與傳感器技術(shù)相結(jié)合，最終可以集多種功能于一體，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)溫、自動(dòng)喂食、自動(dòng)照明、自動(dòng)換水和自動(dòng)除垢等功能。1.2現(xiàn)狀1.2.1功能分類不同場合的自動(dòng)化魚缸要具有不同的功能及特點(diǎn)，總體說來，要具有以下根本的要求：溫度控制、光照充足、水位控制、自動(dòng)喂食、水質(zhì)監(jiān)測等，同時(shí)還具有節(jié)能環(huán)保的特點(diǎn)。但是在應(yīng)用到不同場合時(shí)，便需要其有相應(yīng)的功能，如礦廠、公司、水族館、欣賞池、展覽會(huì)、酒店、家庭等。工礦場合要有良好的除噪效果，系統(tǒng)反響要更加靈敏，并且要具有凈化空氣的效果；養(yǎng)殖戶一類必須要方便管理和處理突發(fā)狀況；其它水族館和欣賞池等等一定要在滿足根本條件下做到美觀、賞心悅目，最好帶有音樂及燈光效果。1.2.2單片機(jī)的應(yīng)用單片機(jī)又被大家稱為單片微控制器,它不僅僅只是完成某一個(gè)邏輯功能,它一個(gè)芯片本身便實(shí)現(xiàn)了大局部的集成功能。有人形象的稱單片機(jī)就是一臺(tái)微型的計(jì)算機(jī)。它擁有體積小、質(zhì)量輕和價(jià)格低廉等特點(diǎn)，大大的方便了大家的學(xué)習(xí)、應(yīng)用和開發(fā)。同時(shí)，通過學(xué)習(xí)單片機(jī)，我們可以更好的了解計(jì)算機(jī)的原理與結(jié)構(gòu)。單片機(jī)內(nèi)部和電腦有一些功能相似的模塊，比方同樣有CPU、內(nèi)存、并行總線以及和硬盤作用相同的存儲(chǔ)器件，但不同的是，單片機(jī)的這些器件的性能相對與電腦來說要弱很多，不過價(jià)錢同時(shí)也低很多，一般不會(huì)超過10元，所以可以用它來做一些控制電器的工作。它是一種控制計(jì)算機(jī)，并且其工作是在線式實(shí)時(shí)的，所謂的在線式就是現(xiàn)場控制，這就要求其有較強(qiáng)的抗干擾能力和比擬低的本錢，這也是它和離線式計(jì)算機(jī)的最大區(qū)別。單片機(jī)主要是靠程序來控制硬件實(shí)現(xiàn)各種功能的，而且要求其要具有可修改性。其通過不同的程序來實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的不同的功能，尤其是針對于一些特殊功能，往往要消耗大量的人力和時(shí)間，有些甚至難以實(shí)現(xiàn)。一個(gè)相對來說比擬簡單的功能要是用美國50年代開發(fā)的74系列或者60年代的CD4000系列可以實(shí)現(xiàn)的話，那么它的電路一定是很大的PCB板！但如果要應(yīng)用美國70年代成功投放市場的新型單片機(jī)，便會(huì)有很大的差異！因?yàn)槟阃ㄟ^單片機(jī)編寫的程序就可以實(shí)現(xiàn)其可靠性、高智能以及高效率。1.2.3控制系統(tǒng)及特點(diǎn)控制系統(tǒng)以單片機(jī)AT89C52為控制核心，結(jié)合傳感器技術(shù)，集多種控制功能于一體，包括溫度控制、燈光照明、水位監(jiān)測、氧含量控制等。整個(gè)系統(tǒng)分為四大局部：第一局部是以單片機(jī)AT89C52為核心的溫度控制局部；第二局部是以單片機(jī)和揚(yáng)聲器SPEAKER為主的功能模塊；第三局部是以LED為主的燈光模塊；第四局部是自動(dòng)/手動(dòng)換水，自動(dòng)/手動(dòng)喂食等功能。該控制系統(tǒng)具有運(yùn)行穩(wěn)定可靠、操作簡單方便等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)該系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計(jì)靈活以及本錢低廉等特點(diǎn)，并且易于規(guī)?；纳a(chǎn)，可廣泛用于家庭和賓館等。1.3論文的主要工作1.3.1設(shè)計(jì)任務(wù)本文主要針對自動(dòng)化魚缸的設(shè)計(jì)，在單片機(jī)的根底上，結(jié)合傳感器技術(shù)，設(shè)計(jì)出自動(dòng)化控制的集成電路，集多種功能于一體，實(shí)現(xiàn)魚缸的自動(dòng)化控制。本次設(shè)計(jì)主要由輸入輸出和控制局部組成，輸入輸出局部主要完成系統(tǒng)各種參數(shù)的監(jiān)測、設(shè)定以及調(diào)試等；控制局部主要完成復(fù)位、數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、顯示時(shí)鐘和溫度、按鍵以及各種輸入輸出的指示等。1.3.2設(shè)計(jì)方案〔1〕總體設(shè)計(jì)首先對該系統(tǒng)原理進(jìn)行分析，明白最終運(yùn)行的結(jié)果要求和指示，結(jié)合設(shè)備造型，查閱資料，確定采用適宜的控制系統(tǒng)，提交總體的設(shè)計(jì)方案。〔2〕硬件設(shè)計(jì)分別設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)采集電路，控制電路，通訊電路等，并使其集成顯示、運(yùn)行，應(yīng)用CAD軟件畫出電氣控制原理圖?！?〕軟件設(shè)計(jì)主要是對程序的編寫，各個(gè)子程序模塊要做到系統(tǒng)的結(jié)合，并應(yīng)用到單片機(jī)的集成顯示?！?〕通信聯(lián)調(diào)控制方案2.1自動(dòng)化魚缸的控制原理分析應(yīng)用方向?qū)τ诓煌膱龊希漪~缸要求也不盡相同。本次設(shè)計(jì)的自動(dòng)化魚缸主要是應(yīng)用于家庭欣賞類魚缸，在功能和美觀上相比于大型高檔類魚缸稍有欠缺，但在應(yīng)用和操作方面會(huì)盡量到達(dá)市場要求，在很大長度上減少了人為操作。設(shè)計(jì)系統(tǒng)可以檢測魚缸中含氧量、溫度、水垢等，并做出相應(yīng)的反響，還有水位探測功能，應(yīng)用碳棒及時(shí)的探測水位并補(bǔ)充水量。另外應(yīng)用的自動(dòng)化系統(tǒng)可以時(shí)時(shí)的顯示魚缸的所有數(shù)據(jù)，并且?guī)в袌?bào)警系統(tǒng)，真正的做到了方便快捷。2.1.2控制原理本次論文設(shè)計(jì)是基于單片機(jī)的自動(dòng)化控制，將單片機(jī)應(yīng)用到魚缸系統(tǒng)中，使其到達(dá)自動(dòng)化控制，更為快捷方便的控制。在單片機(jī)的根底上擴(kuò)展一些接口，用來進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換、數(shù)字顯示、鍵盤寫入和輸出控制等，并參加相關(guān)的應(yīng)用軟件，組成完整的單片機(jī)系統(tǒng)。針對于單片機(jī)的性能高、靈活性強(qiáng)的特點(diǎn)，將其應(yīng)用到魚缸的控制中，結(jié)合傳感器和感應(yīng)器技術(shù)等實(shí)現(xiàn)其自動(dòng)化的控制。在實(shí)現(xiàn)其自動(dòng)化控制中，共分為以下幾個(gè)控制方向：溫度、水位、含氧量等，并且還要帶有緊急情況的報(bào)警系統(tǒng)，以防突發(fā)情況的發(fā)生。其中各種參數(shù)的設(shè)定和調(diào)試可根據(jù)天氣和周圍環(huán)境的變化做出相應(yīng)的改變，最終的目的是為魚兒提供一個(gè)良好的生活環(huán)境。本次系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)采用分塊的模式，主要由控制局部和輸入輸出局部協(xié)調(diào)完成系統(tǒng)功能。其中，控制局部主要完成復(fù)位、數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、顯示溫度和時(shí)鐘、按鍵以及各種輸入和輸出等；而輸入輸出局部主要完成系統(tǒng)的各種控制參數(shù)的設(shè)定以及與主系統(tǒng)的通信等。結(jié)合上述要點(diǎn)，在實(shí)現(xiàn)平安和自動(dòng)化控制的前提下，爭取實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)方便、靈活、平安的統(tǒng)一。2.1.3控制要求針對魚缸的自動(dòng)化控制，本次設(shè)計(jì)的系統(tǒng)要做到以下要求：實(shí)時(shí)監(jiān)測魚缸內(nèi)的環(huán)境參數(shù)：由于魚缸內(nèi)的各種魚兒和水草等需要一個(gè)相對穩(wěn)定并且良好的生活環(huán)境，因此要保證魚缸內(nèi)各種參數(shù)的穩(wěn)定，其中包括含氧量、溫度、光照、水位等。要盡可能的將各種參數(shù)控制或者調(diào)整到適宜的范圍，以保證魚兒的良好成長。能夠?qū)崟r(shí)的顯示溫度、系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)定以及當(dāng)前工作狀態(tài)和系統(tǒng)時(shí)間。有報(bào)警系統(tǒng)，即當(dāng)魚缸內(nèi)的環(huán)境參數(shù)超過設(shè)定值時(shí)，系統(tǒng)能夠及時(shí)的發(fā)出報(bào)警信號(hào)并做出反響動(dòng)作，以保證環(huán)境參數(shù)的穩(wěn)定。為了適應(yīng)不同的需求，系統(tǒng)要能在自動(dòng)和手動(dòng)的模式下自由切換。2.2控制參數(shù)與性能指標(biāo)本次設(shè)計(jì)的控制對象是魚缸，控制的目的是使其能自動(dòng)調(diào)節(jié)，為魚類提供適宜的生活環(huán)境。設(shè)計(jì)的過程中要注意水溫、水位、氧含量等參數(shù)。要求該系統(tǒng)能自動(dòng)檢測并顯示魚缸內(nèi)的溫度和氧含量等，并做出及時(shí)的補(bǔ)充，利用碳棒檢測水位的上下，并應(yīng)用單片機(jī)控制水泵進(jìn)行供水，協(xié)調(diào)工作到達(dá)一個(gè)功能完善的自動(dòng)控制系統(tǒng)。2.2.1溫度魚類是冷血?jiǎng)游?，也就是說它們需要從周邊環(huán)境吸取熱量以供應(yīng)自身新陳代謝。魚類在水中不斷用鰓過濾水，進(jìn)行呼吸，這就導(dǎo)致了它們新陳代謝產(chǎn)生的熱量會(huì)很快消散在水中，體溫也和周圍水溫相似。魚類大多數(shù)喜歡生活在溫度為25.5~28.8攝氏度的水中。溫度或熱量是影響魚類新陳代謝的重要因素，如果溫度過高，魚類體內(nèi)的酶將停止工作；如果溫度過低，魚類體內(nèi)的酶的結(jié)構(gòu)將會(huì)被破壞。此外，如果水溫過低，熱帶魚將很可能會(huì)喪失其意識(shí)，魚類體內(nèi)的寄生蟲和細(xì)菌會(huì)伺機(jī)侵害魚類的健康。隨著水溫的升高，氧氣的溶解度會(huì)降低，而魚類恰恰是需要氧氣來進(jìn)行生存，這樣便可能會(huì)導(dǎo)致魚類因缺氧而死去，所以一定要給魚類一個(gè)適宜的水溫。綜上所述，可根據(jù)系統(tǒng)設(shè)定的溫度范圍來控制加熱器的啟動(dòng)和停止，以提供一個(gè)適宜的水溫。2.2.2水位水位檢測主要是控制魚缸內(nèi)的水量，通過水泵將水箱中的水抽到魚缸中，并應(yīng)用碳棒時(shí)時(shí)檢測水位，當(dāng)檢測到水位到達(dá)要求時(shí)，立即通過單片機(jī)控制水泵停止加水。2.2.3光和氧氣魚缸中不僅僅只有魚類，同時(shí)還有共同生活的植物。而光是植物健康生長的必要因素，在適宜的光照條件下更加有利于植物的生長，同時(shí)利于魚兒的生活。綠色植物是唯一能產(chǎn)生氧氣的植物，植物良好的生長可以及時(shí)補(bǔ)充魚缸內(nèi)的氧氣。在自動(dòng)化系統(tǒng)的配合下可以更加方便的控制魚缸內(nèi)的含氧量，為魚兒創(chuàng)造了一個(gè)良好的環(huán)境。2.3設(shè)備造型2.3.1I/O點(diǎn)分析本次設(shè)計(jì)的自動(dòng)化魚缸是基于單片機(jī)的自動(dòng)化應(yīng)用，參考于其中的控制參數(shù)，利用傳感器等技術(shù)來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，需要參加一個(gè)作為輸入的3*4的鍵盤，以此來設(shè)置溫度和含氧量的參數(shù)。其中設(shè)置的溫度標(biāo)準(zhǔn)和氧氣含量等均可以通過鍵盤來手動(dòng)輸入，隨時(shí)的根據(jù)周圍環(huán)境的變化來調(diào)控參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)，為魚兒提供更好的生活環(huán)境。而通過傳感器作為輸出的實(shí)時(shí)溫度和含氧量一并作為輸出點(diǎn)來考慮，只需在傳感器與單片機(jī)的根底上橋接一個(gè)LED顯示模塊，就可以方便的顯示所需要控制的參數(shù)，以此來改變或者重新設(shè)置。其中水位的控制是通過碳棒來實(shí)現(xiàn)，因此并不需要作為輸出點(diǎn)。2.3.2單片機(jī)的選型單片機(jī)共可以分為1位、4位、8位、16位、32位機(jī)等。其中1位機(jī)和4位機(jī)本錢低、結(jié)構(gòu)簡單，但指令不豐富，而且編程復(fù)雜，主要運(yùn)用于簡單的控制；相對來說16位機(jī)和32位機(jī)雖然性能優(yōu)越、集成密度高，但在價(jià)格上比擬高，因此得不到廣泛的應(yīng)用；而8位單片機(jī)體積較小、指令多而廣、價(jià)格低廉，而且產(chǎn)品的應(yīng)用幾乎占據(jù)了大局部的單片機(jī)市場，將會(huì)成為系統(tǒng)控制的主流機(jī)型。ATMEL、NXP、STC和SST等公司生產(chǎn)的高性能8位89C52/S51單片機(jī)有很多優(yōu)勢，比方其有豐富的系統(tǒng)資源，特別是其內(nèi)部增加的存儲(chǔ)器FlashROM，它可以高速的改寫，大大的方便了單片機(jī)的開發(fā)及應(yīng)用。因?yàn)?9C52=80C31+373+2732，而且其價(jià)格低廉，因此，在市場上有相當(dāng)大的應(yīng)用性。經(jīng)過綜合考慮，本次論文選用AT89C52型的單片機(jī)作為自動(dòng)化魚缸的主控制芯片，AT89C52是一種低功耗、低電壓、高性能的8位單片機(jī)。它采用了CMOS工藝，并具有高密度非易失性，而且其輸出引腳和指令系統(tǒng)都有較強(qiáng)的穩(wěn)定性。片內(nèi)的FlashROM在系統(tǒng)內(nèi)允許改編程序。具有功能強(qiáng)、靈活性高且價(jià)格合理等特點(diǎn)。它有40個(gè)引腳，32個(gè)外部雙向輸入輸出的端口，同時(shí)內(nèi)含2個(gè)外中斷口，2個(gè)全雙工串行通信口，3個(gè)16位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器，2個(gè)讀寫口，既可以按照常規(guī)的方法進(jìn)行編程，也可以在線編程。另外，它將通用的微處理器和Flash存儲(chǔ)器巧妙的結(jié)合到一起，尤其是可反復(fù)擦寫的Flash存儲(chǔ)器的應(yīng)用，有效的降低了開發(fā)本錢。所選用的AT89C52單片機(jī)內(nèi)部片內(nèi)資源豐富，有8K字節(jié)的閃爍存儲(chǔ)器，而本次系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要用單片機(jī)C語言編寫，這樣編譯后生成的代碼不僅較為簡短，而且效率較高，這樣有了多余的程序存儲(chǔ)空間防止了再外部擴(kuò)展，有效的簡化了系統(tǒng)電路和降低了系統(tǒng)本錢。2.3.3電源的選擇基于是家庭的自動(dòng)化魚缸，考慮到方便的操作問題，直接選用220伏的常用電源，不僅可以方便魚缸的接線問題，還可以省去中間升降壓的麻煩。而對于單片機(jī)的電源選擇那么要針對于所選用的單片機(jī)的類型，結(jié)合其各種參數(shù)，并考慮到中間所加的各種應(yīng)用模塊。由于本次設(shè)計(jì)選用的是89C52單片機(jī)，所以直接選用5伏的直流電源，作為單片機(jī)的電源供應(yīng)。2.3.4繼電器的選擇繼電器是一種當(dāng)輸入量的變化到達(dá)規(guī)定要求時(shí)，在電氣輸出電路中使被控量發(fā)生預(yù)定的階躍變化的一種電器。其原理是通過改變輸入到線圈上的電壓來改變電磁場，進(jìn)而控制電路的開和關(guān)。按照工作原理和結(jié)構(gòu)特征，繼電器共分為以下幾類：電磁繼電器、固態(tài)繼電器、時(shí)間繼電器、舌簧繼電器、溫度繼電器等。繼電器的選擇有以下考前須知：使用環(huán)境、輸入信號(hào)、輸入?yún)⒘俊⒇?fù)載情況等。針對于魚缸的水中環(huán)境和使用現(xiàn)狀，以及魚缸的電壓、電流、輸入輸出等情況，選用最常用的光電隔離器來作為平安保護(hù)裝置，其具有體積小、使用壽命長、工作溫度范圍寬、抗干擾性能強(qiáng)．無觸點(diǎn)且輸入與輸出在電氣上完全隔離等特點(diǎn)。綜上所述，本次系統(tǒng)選用型號(hào)為SRS-05VDC-SL的繼電器，它的觸點(diǎn)負(fù)載為中功率，觸電形式為常開型。2.4總體方案本次設(shè)計(jì)主要是以單片機(jī)89C52為核心，在此根底上應(yīng)用其它的模塊，如溫度顯示模塊、自動(dòng)供水模塊、自動(dòng)報(bào)警模塊和按鍵輸入模塊等。應(yīng)用傳感器技術(shù)和感應(yīng)系統(tǒng)將其系統(tǒng)完美的結(jié)合到一起，能人性化的調(diào)試和隨時(shí)隨境的改變參數(shù)的設(shè)定，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化魚缸的自動(dòng)控制。以下是總體硬件結(jié)構(gòu)方案圖：系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖其中主控制局部包括：中心控制模塊：主要是以單片機(jī)為控制核心，其功能是用來將A/D轉(zhuǎn)換器送來的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理，從而向各種設(shè)備發(fā)出各種控制信號(hào)。時(shí)鐘控制電路模塊：同步控制系統(tǒng)的相對時(shí)鐘和絕對時(shí)鐘，定時(shí)檢測各種環(huán)境參數(shù)和各項(xiàng)控制器的開或關(guān)。人機(jī)交互按鍵控制模塊：主要是用來實(shí)現(xiàn)按鍵的寫入功能以及設(shè)置后相應(yīng)的LED的顯示，以便到達(dá)良好的人機(jī)交互功能。1〕通過LED數(shù)碼管實(shí)時(shí)顯示參數(shù)值；2〕通過鍵盤寫入各種參數(shù)；3〕發(fā)生異常時(shí)能通過LED管和蜂鳴器報(bào)警。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)/復(fù)位模塊：能夠存儲(chǔ)各種參數(shù)，實(shí)時(shí)監(jiān)測并存儲(chǔ)系統(tǒng)的工作過程，當(dāng)遇到異常情況時(shí)能夠復(fù)位重啟。數(shù)碼顯示模塊：能夠?qū)崟r(shí)的顯示系統(tǒng)的工作狀態(tài)和時(shí)間、當(dāng)前溫度以及控制過程中的參數(shù)變化。其中輸入輸出控制局部包括：各種信號(hào)的輸入模塊：能夠?qū)Ⅳ~缸中檢測到的各種信號(hào)準(zhǔn)確輸入，如溫度的監(jiān)測、水位上下的監(jiān)測以及含氧量的監(jiān)測等。這個(gè)模塊主要是由傳感器、放大器、多路開關(guān)以及A/D轉(zhuǎn)換器等組成，完成數(shù)據(jù)的采集。其中傳感器的作用是感應(yīng)魚缸內(nèi)各種環(huán)境參數(shù)的的變化，然后將其轉(zhuǎn)化為電信號(hào)；放大器的作用是將系統(tǒng)接收到的一些微小的信號(hào)放大，以便于接收系統(tǒng)可以很快的接收并利于下面的執(zhí)行；多路開關(guān)的作用是將接收到的電信號(hào)傳給A/D轉(zhuǎn)換器，這樣便可以讓單片機(jī)接收到可以識(shí)別的數(shù)字信號(hào)。各種子系統(tǒng)的輸出控制模塊：主要由各種輸出控制的設(shè)備組成。根據(jù)系統(tǒng)檢測到的各種參數(shù)信號(hào)，控制相應(yīng)的子系統(tǒng)進(jìn)行工作，各個(gè)子系統(tǒng)既不互相干擾又能協(xié)調(diào)工作，同時(shí)可以顯示各種輸出。作為核心的單片機(jī)將設(shè)定值和采集值進(jìn)行比擬，發(fā)出控制信號(hào)并傳輸給相應(yīng)的設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對不適宜參數(shù)的調(diào)節(jié)。第3章系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)本章內(nèi)容是介紹自動(dòng)化魚缸控制的硬件結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)，主要包括以下設(shè)計(jì):主從機(jī)電路模塊、時(shí)鐘電路模塊、鍵盤控制與顯示模塊、溫度控制模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路模塊等。下文中詳細(xì)的闡述了各電路設(shè)計(jì)中芯片的選型要求，并根據(jù)其內(nèi)部組成、性能參數(shù)和功能特點(diǎn)等設(shè)計(jì)出了具體的硬件電路。在綜合各個(gè)電路的元件性能的前提下，保證所設(shè)計(jì)的各個(gè)電路之間可以協(xié)調(diào)工作，在主系統(tǒng)的控制和調(diào)試下可以到達(dá)方便快捷的效果，實(shí)現(xiàn)硬件局部的高效執(zhí)行性和系統(tǒng)的自動(dòng)化控制。3.1硬件的總體結(jié)構(gòu)硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)是本次論文的兩個(gè)重要方面，本章主要寫該系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)過程中，主要遵循以下幾點(diǎn)原那么：〔1〕硬件電路的設(shè)計(jì)和軟件電路的設(shè)計(jì)是相輔相成的，軟件電路功能的實(shí)現(xiàn)要靠硬件電路來執(zhí)行，而硬件電路的實(shí)現(xiàn)要靠軟件電路來下命令。但是用軟件實(shí)現(xiàn)硬件的功能還要占用CPU的時(shí)間，所用的時(shí)間要更長一點(diǎn)。但在另一方面，用軟件電路實(shí)現(xiàn)功能的話，不僅可以使得硬件電路大大簡化，這樣一來降低了本錢，同時(shí)防止異常情況的發(fā)生，可以提高硬件電路的可靠性。所以在本次系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中，在滿足可行性和系統(tǒng)要求的前提下，盡可能的用軟件來實(shí)現(xiàn)硬件功能?！?〕保證可靠性和抗干擾性。根據(jù)可靠性的設(shè)計(jì)理論，在設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)所用的芯片越少，那么系統(tǒng)出現(xiàn)故障的時(shí)機(jī)越少，同時(shí)電路板上的地址數(shù)據(jù)總線受到的干擾就越少，所以單片機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是在滿足功能要求和可靠的情況下，盡可能的使用少量的芯片和線路，大幅度改善組件數(shù)、電路板空間、抗干擾性、功耗以及系統(tǒng)本錢?！?〕確保靈活的功能升級(jí)和系統(tǒng)擴(kuò)展。由于一開始并不能完全考慮到系統(tǒng)的各個(gè)方面，在后續(xù)的設(shè)計(jì)中需要不斷的完善系統(tǒng)和補(bǔ)充功能，同時(shí)在設(shè)計(jì)的過程中應(yīng)考慮到在以后的應(yīng)用，也就是說應(yīng)該在系統(tǒng)設(shè)計(jì)不需要做很大變動(dòng)的情況下，盡可能的修改少量的軟件和硬件，甚至在不修改的情況下就能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的要求。其中，功能擴(kuò)展對系統(tǒng)的影響也很大。按照系統(tǒng)的要求和以上幾點(diǎn)硬件設(shè)計(jì)原那么，本次系統(tǒng)設(shè)計(jì)以單片機(jī)AT89C52為核心，再結(jié)合傳感器技術(shù)，由溫度控制、數(shù)碼顯示、信號(hào)的輸入和輸出等單元電路組成。下面就主要的電路設(shè)計(jì)做詳細(xì)的介紹。3.2主從機(jī)的電路設(shè)計(jì)為了實(shí)現(xiàn)魚缸的自動(dòng)化控制，并到達(dá)方便快捷的目的，在設(shè)計(jì)過程中盡可能的將各個(gè)控制局部的放置最大效率化與資源化，即將系統(tǒng)的主控制局部和輸入輸出控制局部的功能板分別放在魚缸的不同位置，這樣可以進(jìn)一步提高系統(tǒng)控制的穩(wěn)定性。而設(shè)計(jì)的主控制其作為主機(jī)，設(shè)計(jì)的輸入輸出控制器作為從機(jī)，并將其分別應(yīng)用到所設(shè)計(jì)的電路中，即主控制電路和輸入輸出控制電路。在主控制電路中用AT89C52作為主控制芯片，它主要是實(shí)現(xiàn)控制中心、時(shí)鐘控制電路模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)/復(fù)位模塊、數(shù)碼顯示模塊以及人機(jī)按鍵控制模塊的相互協(xié)調(diào)運(yùn)行，保證系統(tǒng)的完善；而輸入輸出控制電路主要工作是能夠準(zhǔn)確、及時(shí)的輸出魚缸中檢測到的各種環(huán)境參數(shù)和各路控制信號(hào)。綜合上述情況，在兩個(gè)電路能夠正常工作的前提下，再將兩者結(jié)合到一起，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自動(dòng)化控制。在這三局部電路的設(shè)計(jì)中，要細(xì)節(jié)考慮其之間的工作模式和特點(diǎn)，綜合其不同的性能和工作狀態(tài)，減少不必要的消耗和損失，并能夠在此根底上更加的方便靈活，實(shí)現(xiàn)最終系統(tǒng)所要求的自動(dòng)化控制。以下是作為主從機(jī)電路的電路結(jié)構(gòu)圖：上述系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)圖由兩局部組成，即主控制局部和輸入輸出控制局部，并在這兩者之間可以進(jìn)行通信，用來實(shí)現(xiàn)兩局部的信息傳遞。其中主控制局部主要由以下電路組成：時(shí)鐘電路，主要功能是實(shí)時(shí)的顯示系統(tǒng)的日期統(tǒng)時(shí)間，選用單片機(jī)主芯片來實(shí)現(xiàn)，更加方便簡捷的顯示時(shí)間；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)/復(fù)位電路，用來存儲(chǔ)系統(tǒng)所檢測到的各種環(huán)境參數(shù)和信息，并能夠在發(fā)生異常的情況下及時(shí)動(dòng)作復(fù)位，防止發(fā)生不必要的損失，；指示燈的接口電路，主要是實(shí)時(shí)顯示系統(tǒng)的各種參數(shù)以及調(diào)試過程的信號(hào)的數(shù)字化，有8路輸出指示燈與住CPU的P2.0~P2.7連接組成；與LED顯示芯片和鍵盤的接口電路，完成鍵盤輸入和顯示的連接。輸入輸出局部主要由輸出指示、溫度檢測、水位上下檢測以及其他參數(shù)的檢測組成，其中溫度檢測選用芯片DS18B20的DQ端與P0.4連接組成電路，而水位上下的檢測那么用碳棒來實(shí)現(xiàn)。3.3各個(gè)模塊的硬件設(shè)計(jì)3.3.1時(shí)鐘電路模塊的設(shè)計(jì)本次硬件設(shè)計(jì)中時(shí)鐘電路模塊所選用的核心芯片AT89C52，用來完成系統(tǒng)中實(shí)時(shí)時(shí)鐘的顯示和設(shè)置。其中，實(shí)時(shí)的時(shí)鐘/日歷電路用來提供詳細(xì)的時(shí)間和日期，人性化的的選擇12或者24小時(shí)格式，并且每個(gè)月的天數(shù)可以自動(dòng)調(diào)整，減少了手動(dòng)的麻煩。該時(shí)鐘電路主要完成三個(gè)功能，即時(shí)間的顯示、相對時(shí)鐘以及時(shí)間的處理。其中相對時(shí)鐘主要是控制魚缸的各種操作，實(shí)現(xiàn)溫度控制和氧氣含量的時(shí)間調(diào)整。時(shí)間的處理主要是設(shè)置鬧鐘、事件的提醒以及作為備忘錄使用。3.3.2鍵盤與顯示模塊的設(shè)計(jì)該模塊的設(shè)計(jì)是直接選用鍵盤輸入通過單片機(jī)AT89C52來進(jìn)行寫入，并采用LED來進(jìn)行顯示結(jié)果與過程，該模塊靈敏度高，性能可靠，而且消耗價(jià)格低廉，能夠準(zhǔn)確的到達(dá)系統(tǒng)的要求，實(shí)現(xiàn)輸入和顯示的綜合統(tǒng)一。此模塊的核心是要設(shè)計(jì)的鍵盤與顯示的電路，主要實(shí)現(xiàn)復(fù)位、LED顯示以及鍵盤輸入的功能，這些功能分別由復(fù)位電路、8位的LED顯示電路、鍵盤的輸入控制電路實(shí)現(xiàn)，可以更好的實(shí)現(xiàn)各個(gè)參數(shù)的設(shè)定、控制和調(diào)試。3.3.3溫度控制模塊的設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)溫度控制模塊過程中，選用DALLAS公司生產(chǎn)的芯片DS18B20作為核心芯片，它是一種一線式數(shù)字溫度傳感器，主要由以下四局部組成：溫度傳感器、配置存放器、64位ROM以及非揮發(fā)的溫度報(bào)警觸發(fā)器。其溫度的測量范圍是-55~+125攝氏度，有3個(gè)引腳T0-92，是小體積的的封裝形式，其溫度的測量精確程度可以到達(dá)0.0625攝氏度，并且有9-12位的A/D轉(zhuǎn)換精度，還可以將測量到的溫度擴(kuò)展為16位數(shù)字量，并通過串行的方式輸出。其工作電源有兩種方式，一是可以在遠(yuǎn)端直接引入，二是可以通過寄生電源產(chǎn)生。以下是DS18B20的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖：其中，VDD是外接的供電電源，GND是接地，DQ是數(shù)字信號(hào)的輸入/輸出端。將單片機(jī)的P04口與芯片DS18B20的引腳2相連，可組成溫度檢測電路。它用外部5伏的電源供電，并連接4.7K歐姆的上拉電阻，這樣可以保證在有效的時(shí)鐘周期內(nèi)提供足夠的電流。電路圖如下所示：3.3.4數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路的設(shè)計(jì)在此電路設(shè)計(jì)時(shí)采用ATMEL/愛特梅爾公司生產(chǎn)的芯片AT24C02N-SU27D作為存儲(chǔ)器使用，其導(dǎo)電類型為雙極型，工作溫度為-40~85攝氏度，價(jià)格低廉，但性能較高，靈敏度強(qiáng)。此芯片在該電路中主要實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)設(shè)定的參數(shù)和工作過程中數(shù)據(jù)變化的存儲(chǔ)，將其與單片機(jī)相連組成完善的電路，可以寫入和存儲(chǔ)單片機(jī)的程序與指令。第4章系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)4.1設(shè)計(jì)內(nèi)容及方法4.1.1設(shè)計(jì)內(nèi)容軟件設(shè)計(jì)是本次論文的中自動(dòng)化魚缸控制的主要內(nèi)容和重點(diǎn)，主要是根據(jù)設(shè)計(jì)系統(tǒng)的功能要求，在已選好的系統(tǒng)硬件的根底上進(jìn)行系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)。為了到達(dá)系統(tǒng)功能的明確和完善，操作簡便以及可靠性強(qiáng)的特點(diǎn)，一般采用結(jié)構(gòu)化的程序設(shè)計(jì)方法。該程序設(shè)計(jì)方法共分為以下三個(gè)方面：從上到下的設(shè)計(jì)、模塊化編程和結(jié)構(gòu)化編程。此外，還需要加強(qiáng)軟件的抗干擾性，實(shí)現(xiàn)其程序的可靠性。單片機(jī)系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)是采用C語言來進(jìn)行開發(fā)的，整個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)的程序共分為三模塊，即主程序模塊、溫度檢測模塊和溫度顯示模塊。每個(gè)模塊都有一定的功能和作用，其中一些還包括有一些子程序，它們既相互獨(dú)立有相互聯(lián)系，低級(jí)模塊可以被高級(jí)模塊調(diào)用，共同實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)統(tǒng)一。設(shè)計(jì)方法由于本次設(shè)計(jì)是基于自動(dòng)化魚缸的設(shè)計(jì)，并采用了模塊化的設(shè)計(jì)共同實(shí)現(xiàn)控制。模塊化設(shè)計(jì)就是把軟件按照系統(tǒng)要求和要實(shí)現(xiàn)的各種功能將其劃分為幾個(gè)較簡單的和相對獨(dú)立但又相關(guān)的模塊。其中，在實(shí)現(xiàn)模塊化的設(shè)計(jì)過程中，一定要注意分解、信息隱藏和模塊的獨(dú)立性等方面。分解是我們在日常生活中遇到復(fù)雜問題時(shí)常用的解決方法，對問題求解的大量實(shí)驗(yàn)說明，將一個(gè)復(fù)雜的問題分解為幾個(gè)較小較簡單的問題，能夠明顯的降低解決問題的難度和復(fù)雜度。而針對于此次軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，各個(gè)組成模塊是相互聯(lián)系的，要防止將系統(tǒng)劃分為很多模塊，這樣一來各個(gè)模塊相互之間的聯(lián)系也就越少，可以減少出錯(cuò)的連鎖反響。并且可以使得模塊的接口工作量大大減少，但每個(gè)軟件都有一個(gè)最小的本錢劃分區(qū)，只要在這個(gè)范圍內(nèi)將系統(tǒng)劃分為適宜的模塊數(shù)，就可以使工作量和設(shè)計(jì)難度保持最小。信息隱藏是指將對不需要了解某些數(shù)據(jù)與過程的模塊隱藏起來。因?yàn)樵谠O(shè)計(jì)程序和系統(tǒng)時(shí)，會(huì)需要一些在特定情況下才會(huì)用到的信息，而這些信息的出現(xiàn)可能會(huì)影響到模塊間的信息交換，所以，最好的方法就是將其隱藏起來。當(dāng)發(fā)生特定情況才允許這些信息交流。這一思想的目的是為了提高模塊的獨(dú)立性，它防止了在用不到隱藏信息時(shí)將其擴(kuò)展到其它模塊的風(fēng)險(xiǎn)，這樣一來，各個(gè)模塊的功能比擬單一，不容易發(fā)生與其它模塊共享信息的情況。應(yīng)用這一思想，使得系統(tǒng)易于測試、聯(lián)調(diào)和維護(hù)。模塊獨(dú)立性是將系統(tǒng)分為幾個(gè)模塊時(shí)要遵守的必要準(zhǔn)那么，要使得模塊劃分的合理，就必須堅(jiān)持模塊的獨(dú)立性。獨(dú)立性主要是指模塊本身的結(jié)構(gòu)和塊間的聯(lián)系。前者指模塊內(nèi)部的組成局部，其相互協(xié)調(diào)工作，實(shí)現(xiàn)功能；后者指多個(gè)模塊之間的相互聯(lián)系，它們既相互獨(dú)立又相互聯(lián)系。只有保證模塊的獨(dú)立性很高，才能使得塊內(nèi)組成局部的聯(lián)系越強(qiáng)，同時(shí)摸塊間的聯(lián)系越弱，防止異常情況的傳染。在開發(fā)軟件的同時(shí)，還要注意軟件開發(fā)中文檔的建立。因?yàn)槲覀冊陂_發(fā)軟件的過程中，會(huì)使用大量的信息，同時(shí)還會(huì)產(chǎn)生很多信息，這時(shí)最好建立一個(gè)軟件文檔，可以提高軟件過程中的能見度，記錄下開發(fā)的過程。軟件文檔的編制，使得開發(fā)人員對各個(gè)階段的工作都進(jìn)行全面的思考，以便減少返工的時(shí)機(jī)，還可以在開發(fā)早期發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤的地方，可以很快解決這些問題，防止后續(xù)的麻煩，并且便于系統(tǒng)軟件的升級(jí)、使用和維護(hù)。本次系統(tǒng)是以上述的軟件設(shè)計(jì)思想為指導(dǎo)，采用Kei1C51集成環(huán)境開發(fā)軟件局部。Kei1C51是美國Kei1Software公司出品的51系列兼容單片機(jī)，它是由C語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比，C語言的功能更加完善，有很強(qiáng)的可維護(hù)性，結(jié)構(gòu)的可靠性更高，并且易于讀寫。Kei1C51軟件提供全Windows界面，在編程時(shí)可以調(diào)用豐富的庫函數(shù)，并且可以進(jìn)行集成開發(fā)和調(diào)試。同時(shí)，經(jīng)編譯后生成的匯編代碼更加緊湊，并且容易理解，使得Kei1C51生成目標(biāo)代碼的效率大大提高。本次論文所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)的軟件局部主要包括：主程序、初始化子程序、中斷效勞程序、溫度檢測程序、溫度顯示程序、工作狀態(tài)控制程序。4.2主程序的設(shè)計(jì)系統(tǒng)的軟件主程序主要是檢測魚缸內(nèi)的各種環(huán)境參數(shù)，實(shí)現(xiàn)環(huán)境參數(shù)的設(shè)定和改變。在設(shè)計(jì)過程中仿照硬件電路的設(shè)計(jì)方法，將系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)的功能合理的劃分為幾個(gè)小系統(tǒng)，通過編寫其對應(yīng)的子程序，使得幾個(gè)子程序可以相互聯(lián)系，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)所要求的溫度、含氧量、水位等設(shè)計(jì)。應(yīng)用此模塊化的設(shè)計(jì)不僅可以使設(shè)計(jì)的思路更加清晰，而且更加方便了程序的編寫和調(diào)試。以下是系統(tǒng)主程序的工作流程圖：4.3中斷效勞子程序的設(shè)計(jì)對于主程序中的各種信息和數(shù)據(jù)的處理主要由兩種途徑，一是通過在顯示間隙中完成，二是通過中斷效勞子程序來完成。T0的中斷效勞子程序主要完成定時(shí)數(shù)據(jù)的傳送、按鍵處理和按鍵的消抖等。而計(jì)數(shù)器T1是用來產(chǎn)生波特率，不會(huì)中斷。以下是定時(shí)器的中斷效勞子程序流程圖：本次系統(tǒng)利用定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，它是在工作方式1下，進(jìn)行20mS的定時(shí)，接著通過所設(shè)計(jì)的T0中斷效勞子程序來實(shí)現(xiàn)時(shí)和分的計(jì)時(shí)。該程序是提供了一個(gè)時(shí)間基準(zhǔn)，同時(shí)給采樣數(shù)據(jù)提供根本的計(jì)時(shí)信息。由于該系統(tǒng)晶振的設(shè)置為110.592M，同時(shí)定時(shí)器T0設(shè)置為20mS，所以裝入的TH0和TL0的初值分別為B8H和00H。以下是當(dāng)進(jìn)行20mS的計(jì)數(shù)初值時(shí)的計(jì)算：〔1〕機(jī)器周期TF=12*〔1/11.0592〕us〔2〕定時(shí)器的計(jì)數(shù)值T0/TP=20000*〔11.0592/12〕=18432〔3〕裝入定時(shí)器的初值為X=216-T*f/12=65536-18432=471044.4時(shí)間顯示和溫度讀取程序的設(shè)計(jì)4.4.1顯示時(shí)間的設(shè)計(jì)本次系統(tǒng)為了方便控制和應(yīng)用簡捷，針對于時(shí)間的顯示用主芯片AT89C52來實(shí)現(xiàn)，通過匯編語言完成程序的編寫，經(jīng)芯片讀取并由LED顯示。詳細(xì)程序見附錄。4.4.2溫度讀取的設(shè)計(jì)在利用芯片DS18B20讀取溫度時(shí)，首先要取得到芯片DS18B20檢測到的溫度值，該溫度值是以BC碼的形式來顯示，然后再以十進(jìn)制的形式輸出，而且輸出的溫度值會(huì)是實(shí)際檢測到的溫度值的十倍，并且會(huì)含有一位不顯示的小數(shù)。詳細(xì)程序見附錄。第5章系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計(jì)針對于工業(yè)現(xiàn)場的應(yīng)用中，有很多的干擾問題，它們是以一種或者多種的方式存在并作用于單片機(jī)的控制系統(tǒng)，其對于控制能系統(tǒng)產(chǎn)生比擬大的影響，使得系統(tǒng)所要實(shí)現(xiàn)的功能不能到達(dá)要求，最后還可能會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的后果，所以必須要參加一些必要的抗干擾設(shè)計(jì)，尤其是對于自動(dòng)化魚缸中魚類和水草植物的生活環(huán)境的監(jiān)控，要求其必須要具備良好的抗干擾能力，才能實(shí)現(xiàn)最終的理想的控制。就單片機(jī)的控制系統(tǒng)來說，其抗干擾的設(shè)計(jì)主要是針對于硬件和軟件兩局部。硬件的抗干擾主要是應(yīng)用一些物理的器件來較少或者消除干擾，能很大程度上將大局部的干擾消除，其優(yōu)點(diǎn)是效率較高，可以給系統(tǒng)創(chuàng)造一個(gè)良好工作環(huán)境，但同時(shí)會(huì)造成本錢的增加和硬件體積的增大。而軟件的抗干擾主要是參加一些控制算法來到達(dá)目的，它是通過編寫或者改變程序來實(shí)現(xiàn)，在一定程度上會(huì)占用CPU，這樣一來會(huì)影響到系統(tǒng)的工作效率和穩(wěn)定性。所以，一般選擇將硬件的抗干擾和軟件的抗干擾相互結(jié)合，使其協(xié)調(diào)工作，到達(dá)最終抗干擾能力強(qiáng)并且硬件少的效果。5.1硬件電路的抗干擾5.1.1單片機(jī)控制系統(tǒng)出錯(cuò)的原因一般來說，造成單片機(jī)控制系統(tǒng)受到干擾的原因來自兩個(gè)方面，一是電路的設(shè)計(jì)，二是生產(chǎn)本身的制造問題。總的來說，主要由以下幾個(gè)外在原因：元件本身的質(zhì)量較低；單片機(jī)本身的抗干擾能力較低；工作環(huán)境的影響較大；期間的功率缺乏；沒有屏蔽保護(hù)的功能等。5.1.2電路的抗干擾設(shè)計(jì)針對于實(shí)際電路的抗干擾，主要有以下三個(gè)注意方面：〔1〕接地。該設(shè)計(jì)主要是實(shí)現(xiàn)保護(hù)接地，即連接大地，可以有效的提高系統(tǒng)的抗干擾能力?！?〕濾波。顧名思義指的是將采集到的各種信號(hào)加以分類，通過其不同的頻率特性控制其方向。一般用的濾波器有高通濾波器、低通濾波器和帶通濾波器。比方將低通濾波器連接到交流電源上，便可以讓系統(tǒng)所需要的交流電得以通過，阻止其它的高頻干擾信號(hào)進(jìn)入并將其導(dǎo)入大地?！?〕制作電路板時(shí)的布線和工藝。將電路板合理的劃分區(qū)域，使其不會(huì)再布線上產(chǎn)生干擾；時(shí)鐘要盡可能的遠(yuǎn)離I/O線，盡量與之垂直；電源線和接地線要較粗，過孔盡可能的少等等。5.2軟件電路的抗干擾軟件電路所產(chǎn)生的干擾主要是由于干擾信號(hào)侵入了系統(tǒng)的輸入通道，并且與所需的信號(hào)相疊加，造成信號(hào)的弱化甚至錯(cuò)誤的動(dòng)作，最終導(dǎo)致系統(tǒng)無法正常工作。而針對于軟件電路上的抗干擾設(shè)計(jì)不僅能夠在可靠性上使得系統(tǒng)有很大的提升，而且使得硬件的本錢有效的降低，使得系統(tǒng)具有自我診斷并恢復(fù)的能力。在實(shí)際的操作中，軟件電路的抗干擾設(shè)計(jì)主要由以下幾個(gè)方面：減少或者消除輸入信號(hào)的噪音、改正輸入過程中的干擾或者錯(cuò)誤的信號(hào)和將運(yùn)行混亂的程序重新進(jìn)入正軌等。5.2.1數(shù)據(jù)采集軟件的抗干擾在單片機(jī)控制系統(tǒng)中，往往在數(shù)據(jù)采集的過程中會(huì)發(fā)生誤差，其主要原因是由于干擾信號(hào)進(jìn)入了輸入通道中，使得信號(hào)發(fā)生了較大的偏差，以至于會(huì)造成控制的異常。針對于以上情況，在此抗干擾的設(shè)計(jì)中，主要是采用濾波算法，防止了硬件設(shè)備的添加，而且其可靠性和靈活性很高。本次采用常用的程序判斷濾波法，可以有效的減少程序編寫后運(yùn)行出現(xiàn)的干擾。5.2.2輸出通道的抗干擾輸出通道中所產(chǎn)生的干擾是由于在外圍器件工作時(shí)時(shí)常產(chǎn)生的電磁脈沖，該電磁脈沖會(huì)影響輸出信號(hào)的狀態(tài)。比方，由于系統(tǒng)產(chǎn)生的靜電干擾會(huì)使得單片機(jī)控制系統(tǒng)輸出的低電平轉(zhuǎn)變?yōu)楦唠娖?，造成錯(cuò)誤的控制。對于此類干擾，可通過重復(fù)的寫控制命令的方式來解決。上文中提到該類干擾一般是靜態(tài)的脈沖干擾，比方當(dāng)單片機(jī)輸出一個(gè)正確的信號(hào)時(shí)，由于干擾信號(hào)的原因會(huì)使得接收設(shè)備得到一個(gè)錯(cuò)誤的信號(hào)，這樣一來會(huì)造成設(shè)備的錯(cuò)誤動(dòng)作，為了防止這種情況，有效的方法便是讓單片機(jī)屢次重復(fù)的輸出一個(gè)正確的信號(hào)，并要保證其輸出周期盡可能的短，這樣就可以保證在干擾信號(hào)沒有干擾之前便可以得到一個(gè)正確的信號(hào)，從而保證設(shè)備的正確動(dòng)作。5.2.3程序執(zhí)行過程的抗干擾在該設(shè)計(jì)中主要采用兩種方法來進(jìn)行對程序執(zhí)行過程中產(chǎn)生的干擾的解決，即指令冗余和軟件陷阱。〔1〕指令冗余我們知道，一般CPU在取指令時(shí)是先取操作碼再取操作數(shù)。而單片機(jī)控制系統(tǒng)有時(shí)會(huì)發(fā)生“跑飛〞的狀況，即系統(tǒng)在遇到異常情況或者受到干擾時(shí)，程序的運(yùn)行會(huì)發(fā)生錯(cuò)誤，可能會(huì)執(zhí)行到別的程序。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生此種情況并“跑飛〞到某個(gè)雙字節(jié)時(shí)，可能會(huì)先取走操作數(shù)，這樣便造成了程序出錯(cuò)。而當(dāng)“跑飛〞到了三字節(jié)的指令上時(shí)，由于字節(jié)數(shù)的增加會(huì)使得上述情況更易發(fā)生。而為了防止這種情況發(fā)生，通常采用指令冗余的方法，即在較為關(guān)鍵的地方插入一些重寫的單字節(jié)指令，對于雙字節(jié)指令和三字節(jié)指令，解決方法是插入兩個(gè)以上字節(jié)的NOP指令。這樣一來，即使發(fā)生了上述“跑飛〞的情況，但由于存在空的操作指令NOP，便防止了“跑飛〞的狀況，使得系統(tǒng)可以自行的進(jìn)入正軌。但要注意的是，為了提高程序的執(zhí)行效率，在編寫一個(gè)程序時(shí)，盡可能的使用少量的指令冗余。軟件陷阱上文中所述的“跑飛〞狀況還有一個(gè)特殊情況，即當(dāng)進(jìn)入了非程序區(qū)時(shí)，指令冗余便起不到任何作用，這時(shí)我們可以設(shè)置一個(gè)軟件陷阱。軟件陷阱是將“跑飛〞的程序強(qiáng)制的拉入一個(gè)入口地址，它是專門處理錯(cuò)誤的程序，比方所設(shè)定的處理錯(cuò)誤的程序入口地址為ERR，那么可以用下面的軟件陷阱來實(shí)現(xiàn)：NOPNOPLJMPERR一般在EPROM中非程序區(qū)參加這樣的軟件陷阱，該軟件陷阱通常設(shè)定在正常程序不能執(zhí)行到的地方，因此不會(huì)影響程序執(zhí)行效率。在EPROM容量足夠大的情況下，最好多設(shè)置一些軟件陷阱。結(jié)論本次論文的課題是針對于市場上現(xiàn)代化魚缸的欠缺，做出一些研究和改善，將單片機(jī)應(yīng)用其上，并結(jié)合傳感器技術(shù)，分別進(jìn)行硬件和軟件的設(shè)計(jì)，使其可以既相互獨(dú)立有能協(xié)調(diào)工作，共同實(shí)現(xiàn)其自動(dòng)化的控制。論文中詳細(xì)了闡述了魚缸中的各種參數(shù)，分析其對魚缸中魚兒和植物的影響，并得出最適合的參數(shù)設(shè)定，并提出了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案以便實(shí)現(xiàn)魚缸的自動(dòng)化設(shè)計(jì)。從實(shí)際模塊的運(yùn)行結(jié)果來看，系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)時(shí)間的時(shí)時(shí)更新和顯示，還可以讀取溫度，檢測水位等，而這些參數(shù)正是保證魚兒和植物健康生長的不可或缺的因素。所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)在性能和操作上有了很大程度的提高，性能可靠，系統(tǒng)工作起來相當(dāng)靈活，可以自動(dòng)換水和測溫，大大的減少了人為的操作，在真正意義上解放了不必要的麻煩，省去了很多時(shí)間。這樣一來，不僅實(shí)現(xiàn)的魚缸的自動(dòng)化控制，而且防止了由于人為操作可能會(huì)帶來的不好影響。本次設(shè)計(jì)雖然到達(dá)了系統(tǒng)的要求，在一定程度上實(shí)現(xiàn)了魚缸控制器的自動(dòng)化控制，但由于時(shí)間的限制以及自己本身知識(shí)和水平的欠缺，此設(shè)計(jì)還存在一些缺乏，有的地方不能統(tǒng)籌兼顧。經(jīng)過這次的設(shè)計(jì)和動(dòng)手操作，覺得現(xiàn)代化的魚缸還可以再進(jìn)一步的開展，比方可以完全將人力解放出來，利用高新的科技可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，還可以巧妙的將觸摸屏與魚缸的操作面板結(jié)合起來，使得其操作更加方便靈活，可以省去大把的時(shí)間。另外由于魚缸內(nèi)的控制參數(shù)太多，它們的檢測、設(shè)定以及保持都需要繁瑣的算法以及各種設(shè)備來控制，希望將來可以創(chuàng)造更加方便的控制。通過這次的設(shè)計(jì)，我學(xué)到了很多東西，深層次的了解了單片機(jī)的工作過程、結(jié)構(gòu)組成和各種性能，并且接觸了多種新的技術(shù)。在應(yīng)用多個(gè)芯片的同時(shí)，讓我對軟件這一塊的興趣提升了，并有很大的收貨。在學(xué)習(xí)編程的過程中遇到了很多的困難，不過經(jīng)過調(diào)整都一一克服，并結(jié)合動(dòng)手制作電路，讓我將所學(xué)到的理論知識(shí)運(yùn)用到了實(shí)踐當(dāng)中，使得對所學(xué)掌握的更加透徹，很好了鍛煉了自己，讓自己的動(dòng)手能力得到了很大的提高，也為今后的工作奠定了一定的根底。謝辭在這次的論文完成中，我要特別感謝導(dǎo)師羅尚民的幫助，在這里致予我最誠摯的謝意和尊敬。在論文的選題和資料的搜集以及編寫，羅老師給了我莫大的幫助和細(xì)心的指導(dǎo)。羅老師講復(fù)雜的專業(yè)知識(shí)靈活易懂的講解給我，態(tài)度非常嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真，并且實(shí)事求是，為人也樸實(shí)真誠，這些對我有很大的啟發(fā)，讓我受益匪淺。感謝葛運(yùn)旺老師在課題的選擇和設(shè)計(jì)論文的方案等方面給予了我很大的幫助。每一周都同步指導(dǎo)論文的情況，幫助我解決了很多技術(shù)和理論上的難題。另外，在編寫程序和制作實(shí)物以及調(diào)試的過程中，我要感謝同學(xué)吳小剛的無私幫助，讓我對制作有了更加清晰的認(rèn)識(shí)，學(xué)到了很多東西，使得我的論文可以順利的完成。最后，再次向所有給予我?guī)椭?、支持的老師和同學(xué)們以及在百忙中評閱論文和知道辯論的老師們致予我最真誠的謝意。參考文獻(xiàn)【1】王兆安，電力電子技術(shù)第五版〔第五版〕，機(jī)械工業(yè)出版社，2023【2】李朝青，單片機(jī)原理及接口技術(shù)，北京航空航天大學(xué)出版社，2023【3】劉國榮，計(jì)算機(jī)控制技術(shù)〔第二版〕，北京機(jī)械工業(yè)出版社，2023【4】胡壽松，自動(dòng)控制原理〔第五版〕，科學(xué)出版社，2006【5】李維祥，單片機(jī)原理及應(yīng)用，天津大學(xué)出版社，2001【6】林渭勛，現(xiàn)代電力電子技術(shù)，北京機(jī)械工業(yè)出版社，2006【7】陳治明，電力電子器件根底，北京機(jī)械工業(yè)出版社，1992【8】師黎，等，反響控制系統(tǒng)導(dǎo)論，北京科學(xué)出版社，2005【9】楊素行，模擬電子技術(shù)，高等教育出版社，2023【10】余孟嘗，數(shù)字電子技術(shù)，高等教育出版社，1994【11】付家才，單片機(jī)控制工程實(shí)踐技術(shù)，北京化學(xué)工業(yè)出版社，2004,5【12】鄭國欽，夏哲磊，集成傳感器入門，浙江科學(xué)技術(shù)出版社，2002,4【13】周航慈，單片機(jī)應(yīng)用程序設(shè)計(jì)技術(shù)，北京航空航天大學(xué)出版社，2002,11【14】趙海蘭，朱劍，趙祥偉，DS1302實(shí)時(shí)顯示時(shí)間的原理和應(yīng)用，電子科學(xué)技術(shù)出版社，2004【15】王幸之，單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)抗干擾技術(shù)，北京航空航天大學(xué)出版社，2000,2【16】何立民，單片機(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}外文資料翻譯WiththesubstantialincreaseinChina'seconomicdevelopmentandpeople'slivingstandards,changesinconsumptionconceptofagreatpeople,andthelevelofconsumergradeareimproving.Increasingpeople'squalityoflife,personalizedenvironment,environmentalprotectionmoreandmorepeople'sattention,associatedwithleisure,homedecorationandotherindustriesaccordinglyincreasinglyboomingtrend.Livingandworkingin"reinforcedconcretejungle"inthecitywhosufferallkindsofpressure,heartlostalldesirethattranquilityandharmonyofnaturalliving,andavibrant,verdantgrassaquariumfishcannotonlygivethebandtoverylooseandcomfortablesenseofbeauty,betterregulationofindoorenvironment,peoplefinderthatreturningtothegreen,freshfish,letthebeautyofnaturearoundherforever."Aquarium"Itisinthisindustrydemandemerged."Aquarium"alsoknownas"aquarium","aquarium"termoriginatedinBritain,stillinusetodayhasmorethan150years.Thendefinejustaraisingofanimalsandplantsofthewatercontainer,andastechnologicallevelofprogress,aswellaspeoplegrowornamentalfishbreedingandincreasinglevelsofaquaticplants,theaquariumisnotonlyconsideredtobeacontainerofplantsandanimalstoraise,andwasconsideredtobeamicrocosmofthenaturaldomain,itisarelativelycompleteecosystem.Earlyon,theaquariummorepopularexhibitionspacesandparksforeveryonetoenjoy,withtheimprovementoflivingstandards,scienceandtechnologyandtherapiddevelopmentofaquaticbreedingindustry.Aquariumhasbecomeacommonhouseholdinteriors.Inrecentyears,thisinplants,mainlygoldfishaquariumcalled"miniaturewatergardenfishgrass",lovedbythepeople,butbecausepeoplelacktheskillsortheconservationisnottimelyduetotimeconservationreasons,often"Didnotlastlong,"thefinaloutcomethana"deadfishdeadgrass."Forconservationissuesoftheaquarium,themarketalsohasbeenfoundinvarioustanktemperaturecontrol,drainage,oxygenationandlightingequipment,suchasfilters,heaters,improvingwaterqualityandoxygenpumpsandotherequipment.However,duetomanyproducts.Functionisnotuniform,butmostlynon-intelligent,asingletemperaturecontrol,oxygenationorlightingsystems.Ifyouwanttoformacompletesetofconstanttemperature,oxygenationandlightingfeaturesasoneofthecontrolsystem,oftenyouneedtopurchasemultipledeviceswereinstalled.Greaterneedtoinvestincost.Afterassemblingapluralityofsinglesystemsimultaneouslymechanization,therearesomewasteofresources.Thisnotonlyincreasesthecost,duplicationofinvestment,affecttheappearanceandfunctionoftheuseofinflexible,inconvenient,overallperformancecannotbepro