作者從水族箱的社會(huì)價(jià)值出發(fā),通過對智能水族箱功能分析,確立了智能控制器設(shè)計(jì)目標(biāo)和框架,完成了硬件設(shè)計(jì);在后續(xù)軟件設(shè)計(jì)中,使用了PID算法對水溫實(shí)施了精確控制,避免了當(dāng)前加熱棒等傳統(tǒng)加熱設(shè)備容易燒缸等問題,同時(shí)還嘗試使用Zigbee進(jìn)行多個(gè)水族箱的聯(lián)合控制實(shí)驗(yàn),從實(shí)驗(yàn)結(jié)果看出,該系統(tǒng)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了預(yù)定功能。 

【文章來源】：科技視界. 2020,(22)

【文章頁數(shù)】：4 頁

【部分圖文】：

智能水族箱硬件框架簡圖

系統(tǒng)啟動(dòng)后，首先完成初始化并進(jìn)行自檢，然后根據(jù)用戶需求選擇自動(dòng)管理模式或手動(dòng)管理模式；自動(dòng)和手動(dòng)管理模式的差別在于手動(dòng)模式下，各種日常工作將在顯示模組顯示，但各種執(zhí)行機(jī)構(gòu)并不會(huì)被自動(dòng)啟動(dòng)，而等待用戶操作，這樣可讓用戶體驗(yàn)飼養(yǎng)的樂趣；而在自動(dòng)管理模式下，系統(tǒng)將讀取預(yù)存在ROM中的命令操作符，根據(jù)預(yù)定日程完成定時(shí)自動(dòng)投餌、過濾等功能，考慮到夏天餌料容易變質(zhì)，故最長自動(dòng)管理時(shí)間限定在7天。在其他空閑時(shí)間段，系統(tǒng)將不斷查詢當(dāng)前的環(huán)境狀態(tài)信息并加以判斷，根據(jù)判斷結(jié)果調(diào)用功能實(shí)體（過濾、恒溫、水位控制）等函數(shù)，使得環(huán)境條件維持在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)，圖2為系統(tǒng)主流程圖。3.2 PID溫度控制算法

本系統(tǒng)大部分執(zhí)行機(jī)構(gòu)都采用定時(shí)/開關(guān)控制手法，控制方式簡單。但考慮溫度控制具有大滯后性以及魚類的適應(yīng)能力，水族箱的溫度控制考慮采用閉環(huán)控制手法。其主要控制思路是利用溫度傳感器檢測溫度，然后利用PID算法解算出PWM占空比，然后通過調(diào)整開啟/關(guān)斷的時(shí)間比值來實(shí)現(xiàn)溫度控制。圖3是PID算法基本結(jié)構(gòu)框圖。在本系統(tǒng)中采用位置型數(shù)字PID控制算法，其基本控制公式為：

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號：3301383