李超　葛志強(qiáng)　王聰　張靜

摘 要：智能池水檢測系統(tǒng)可利用外設(shè)的傳感器采集數(shù)據(jù)，并通過小型路由器連接互聯(lián)網(wǎng)，用戶可通過瀏覽器登陸系統(tǒng)頁面或通過手機(jī)客戶端登錄，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控、實(shí)時(shí)檢測水溫等水質(zhì)參數(shù)、遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)控制和喂食等三大功能。系統(tǒng)可解決人們外出家中魚類無人看管的問題，使人們生活更加便利。

關(guān)鍵詞：手機(jī)電腦登錄；實(shí)時(shí)監(jiān)測；遠(yuǎn)程控制

1 作品介紹

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，中國現(xiàn)有養(yǎng)魚家庭5 000萬之多，金魚是人們的摯愛之物但價(jià)格昂貴，長時(shí)間出差和郊游把魚獨(dú)自留在家中，會(huì)造成嚴(yán)重的后果。我們希望通過我們的智能池水檢測系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)時(shí)時(shí)遠(yuǎn)距離觀察家中魚類，并進(jìn)行控制喂食等，使人們出差在外不再擔(dān)心家中愛魚出現(xiàn)死亡情況。智能池水檢測系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控、實(shí)時(shí)檢測水溫等參數(shù)，遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)控制喂食等三大方面的功能，實(shí)物圖如圖1所示。

1.1 遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控

用戶可通過瀏覽器或手機(jī)客戶端登錄系統(tǒng)頁面，通過按鍵控制攝像頭角度，監(jiān)控浴缸各個(gè)位置，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)看到家中魚類情況的功能，遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控圖如圖2所示。

1.2 實(shí)時(shí)檢測水溫等參數(shù)

采用各種外設(shè)傳感器采集水溫等水質(zhì)參數(shù)，用戶通過瀏覽器登陸系統(tǒng)頁面，或者通過手機(jī)客戶端登錄，查看網(wǎng)頁上的水質(zhì)參數(shù)。圖3所示是實(shí)時(shí)檢測水溫的示意圖。

1.3 遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)控制喂食

通過按鍵實(shí)時(shí)控制喂食裝置舵機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)確定喂食量的多少，體驗(yàn)遠(yuǎn)程養(yǎng)魚喂魚的樂趣。其遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)控制喂食裝置實(shí)物圖如圖4所示。

2 工作原理

本產(chǎn)品由這套系統(tǒng)利用外設(shè)的傳感器采集數(shù)據(jù)，通過小型路由器連接互聯(lián)網(wǎng)，用戶可以通過瀏覽器登陸系統(tǒng)頁面，或者通過手機(jī)客戶端登錄，查看水質(zhì)情況，進(jìn)行喂食控制。

2.1 控制核心

智能池水檢測系統(tǒng)基于OPENWRT的路由器技術(shù)，并通過一個(gè)開放的視頻端口與PC端口相連，來進(jìn)行視頻獲取，并通過該路由器的TTL串口將命令轉(zhuǎn)發(fā)到單片機(jī)，單片機(jī)通過控制舵機(jī)來進(jìn)行相應(yīng)的控制。單片機(jī)本系統(tǒng)選擇的是STC系列單片機(jī)STC4052AD系列單片機(jī)，該系統(tǒng)主要是單片機(jī)最小系統(tǒng)，兩路舵機(jī)，一個(gè)復(fù)位電路構(gòu)成。STC單片機(jī)有一個(gè)全雙工的串行通訊口，所以單片機(jī)和PC之間可以方便地進(jìn)行串口通訊。圖5所示其系統(tǒng)流程圖。

2.2 電源

本系統(tǒng)采用一個(gè)輸出為5V/ 2A的電源適配器來鏈接家庭電源供電系統(tǒng)。

2.3 信息采集模塊

（1） 攝像頭： 800萬像素的夜視高清攝像頭可以三個(gè)角度轉(zhuǎn)動(dòng)，能夠看清全部魚的游動(dòng)。

（2）溫度傳感器：溫度傳感器來測量水的溫度，具有精確、反應(yīng)速度快的特點(diǎn)。圖6所示是該溫度傳感器。

2.4 接受模塊

通過瀏覽器輸入網(wǎng)址登錄頁面或者使用手機(jī)客戶端登錄，可以看到攝像頭拍攝的高清畫面，再通過操作按鈕進(jìn)行控制。

2.5 反饋模塊

由喂食裝置和攝像頭組成，每個(gè)裝置有一個(gè)舵機(jī)控制，高清攝像頭可以三個(gè)角度轉(zhuǎn)動(dòng)，能夠看清全部魚的游動(dòng)。喂食裝置是自行設(shè)計(jì)的食槽，可以三個(gè)角度轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行投食。

3 作品創(chuàng)新點(diǎn)

本套智能池水檢測系統(tǒng)依托先進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)（傳感器）技術(shù)，成功的把物與網(wǎng)絡(luò)連接在一起，將視頻、溫度、水質(zhì)等信息通過網(wǎng)絡(luò)這一載體展現(xiàn)在用戶面前，體現(xiàn)了智能家居的理念。

本系統(tǒng)通過對路由器升級，將本系統(tǒng)搭載在現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)中，用戶通過登陸網(wǎng)頁或手機(jī)客戶端就能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控。

無論用戶身處何地都能對家中魚類的活動(dòng)狀態(tài)了如指掌，并可以遠(yuǎn)程控制喂食等。讓用戶猶如置身于家中，及時(shí)了解魚的生存狀態(tài)，為用戶的愛魚提供一個(gè)良好的生活環(huán)境。

4 市場前景

本產(chǎn)品有極好的兼容性和升級空間，可外接ph傳感器、含氧量傳感器、溫度控制器、ph控制器和輸氧泵等。即可以應(yīng)用于家庭養(yǎng)殖，又能滿足用戶遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控家中魚類的需要。同時(shí)此項(xiàng)技術(shù)也可應(yīng)用于水族館、水產(chǎn)養(yǎng)殖等。

本產(chǎn)品通過互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程檢測控制，能大大節(jié)省了人力物力，提高生產(chǎn)效率，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度。通過前期的市場調(diào)查，我們了解到市場上還沒有同類產(chǎn)品出現(xiàn)，可以預(yù)見我們設(shè)計(jì)的這款產(chǎn)品一定會(huì)獲得市場青睞。