智能鱼缸智能家居定制化开源方案

1.方案背景

随着经济水平的突飞猛进，装饰业的日趋兴起，人们对生活、家具品味的追求愈加重视。目前各式各样的观赏鱼缸工艺产品逐渐进入多种生活娱乐休闲场所。针对鱼缸的养护问题，市场上也陆续出现了各种控制鱼缸水温、排水、充氧和照明的设备，如过滤器、加热器、加氧泵等改善水质的设备。但是由于产品繁多。功能不统一，而且大多是非智能化的，功能使用不灵活、不方便，整体性能也无法得到提升。智能鱼缸是新概念的高档鱼缸，目前已经成为养鱼的首要选择，智能鱼缸可用于装饰、观赏等，如装饰客厅、书房、办公室、公共场所等地方。

传统鱼缸智能化以后带来好处如下：
操作简单，可控性好。用户通过手机端软件远程对鱼缸操作控制，系统也及时向用户反馈信息，方便且不受时间地域限制。
自动化程度高。本系统可以通过本身的一些设置，自动进行加水，换水，温控，喂食等，减少人工操作。
提高喂养科学性。通过系统设置，较精确的控制水温水位，喂食量，换水时间，照明等，来优化鱼生存环境，更科学的喂养。

2.本文编写目的

本文主要通过对目前市场上的鱼缸控制设备的应用现状的分析，我们提出了一种智能鱼缸控制系统的设计方案，解决了传统鱼缸饲养及照料的困难, 所有的功能实现全自动化供给。

二 智能鱼缸方案简介

1. 方案概述

本方案设计采用鱼缸板卡（STM32）+WiFi透传模块（M230），集多种控制功能于一体，包括智能温控系统，智能换水系统，智能供氧系统，智能喂食系统，智能照明系统和智能显示系统。系统通过WiFi模块连入互联网，实现手机微信远程监控鱼缸的温度、照明、、供氧、投食、杀菌和造浪等。

本方案已经通过较长时间的运行测试，结果表明该控制系统运行稳定可靠、操作方便简单。同时该系统设计灵活、成本低廉，目前已经批量供货生产，可广泛用于家庭、酒店等安装鱼缸的场所。

2.方案功能

1）手机远程控制。用户可以通过手机微信对鱼缸装置进行远程操控。
2）智能照明系统。当光线较暗时，通过手机微信菜单进入控制面板，打开照明装置，也可以自主设定照明工作时间段，不仅能够增加观赏效果，还能有利于水中植物进行光合作用。
3）智能供氧系统。微信端设定工作时间段，当达到设定时间，系统启动供氧功能，完成供氧。
4）智能温度告警系统。微信端预设温度，通过对鱼缸水温监测，当水温低于设定温度时，通过微信推送告警消息，随时随地监控鱼缸状态。
5）智能投食系统。微信端设置喂食时间和食量，当达到设定时间，系统将自动完成喂食，并记录喂食时间，以免遗忘或重复喂食。
6）智能灭菌系统。微信端设定工作时间段，当达到设定时间，系统启动灭菌功能，完成灭菌。
7）智能造浪系统。通过微信端控制造浪功能。

8）多个鱼缸管理。可以对多个鱼缸进行控制，同时管理多个鱼缸的照明、供养、温度、投食、灭菌、造浪等功能。

3.方案意义

本方案采用智能控制鱼缸替代普通鱼缸，可以节约人工管理的繁琐。从被动的管理转化为宏观的控制，同时可在人员不在的情况下，根据微信端来控制供养和照明等设备的启动和停止，达到节能效果。对于大型水族馆，可以节约大量人力；对于普通家庭，可以提高普通家庭居家养鱼的科学性。
本方案所设计的基于物联网的智能鱼缸系统，主控芯片采用esp8266，系统体积小，重量轻，自动化程度高，操作简单，能够实现科学、自动喂养。通过手机微信，进行运行效果良好，设计比较完善。

三 智能鱼缸方案设计

1.总体方案设计
本系统的硬件主控芯片采用esp8266模块设计，由输入输出部分和控制部分组成控制主板。输入输出部分主要完成采集、输入和输出控制串口通信等；控制部分主要完成系统参数和控制参数的设定、数据存储/看门狗/复位、时钟电路、数码管显示和按键处理以及各路输入和输出指示等。其中输入和输出部分开发快已经帮助客户完成了。

2.WiFi控制器功能参数

本方案的输入输出部分采用一款工业级的Wi-Fi无线通信串口透传模块产品。模块利用无线Wi-Fi网络进行数据通讯，通过串口和目标设备相连接，完美解决了具有通过Wi-Fi连接的具有内外网下的设备和三方平台（手机，服务器，PC等）进行数据交互的问题。

2.1 主要功能

内置ET-iLink SDK
支持透明串口模式/主控单元模式
掉线自动重连
支持smartconfig/airkiss协议
支持微信、APP、Winodws等双向通信
支持内网和外网自适应通信
支持OTA升级


2.2 主要参数

3.微信端设计

微信端部分主要分为前台微信用户通过微信平台浏览应用程序和后台管理员管理程序。前台主要完成用户的自动化操作，控制温度、照明、供氧、投食和接收告警消息等等；后台主要支持管理员登录管理微信菜单和查看告警记录等。

4.方案核心技术

全联接ET-iLink核心技术是专门解决方案中软硬云“互联互通”的问题。

四 业务流程

用户通过手机端与智能鱼缸进行人机交互操作，鱼缸端接收到用户发送的命令以及参数执行对应操作；鱼缸端将检测到的温度值传达到手机端，达到预设温度，发送报警消息。

五 应用案例展示成都爱客水族根据开发快提供的的智能化方案，采用WiFi模块和ET-iLink联技术，实现快速智能化。项目研发时间成本减半，提前达到预期要求。