一种水族箱WIFI控制装置的制作方法

本实用新型涉及电子控制领域，具体为一种水族箱WIFI控制装置。

背景技术：

水族箱技术的发展历史长，从对水族箱设备电源手动的切换，到定时开关功能的出现，水族箱控制装置不断改进。

目前市场上的水族箱控制器仅能实现某单一功能控制，如温控加热棒，自动进水阀门等单一功能产品。由此使得水族箱设备体积庞大、造价高昂，同时还存在操作复杂，不宜上手的问题。

其次，老一代水族箱使用的控制器多数是单纯的设置开关时间，控制器无法对水族箱内设备按一定规律进行科学自动化操控，对设备的开关控制仅仅局限于机械按键的设置，往往需要操作者近距离操控，也需要操作者有一定的养殖能力和操控能力。

另外，设备的更新换代过程中产品标准未恒定，从而导致新一代产品对老一代产品存在使用上的不兼容，造成用户使用成本的增加。随着互联网时代的到来，传统水族箱控制装置又暴露出一个较大的问题，便是无法进行无线智能化的控制。

针对现有的问题，有必要设计一种水族箱WIFI控制装置，解决现有的技术问题。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种水族箱WIFI控制装置，能够将传统功能单一的水族控制装置集成化、功能全面化，实现通过移动终端对水族箱运行状态的无线监察和控制，同时，控制器内预设科学的养殖方法，进行简单的参数设置即可实现智能化控制，大大降低了生产和使用的成本，使水族养殖简单化、人性化。

本实用新型是通过以下技术方案来实现：

一种水族箱WIFI控制装置，包括电路板，电路板上连接有控制器，控制器上连接有无线通信模块，无线通信模块与显示模块连接，显示模块设置在水族箱箱体的侧壁上，控制器通过无线通信模块还连接开关电源模块，开关电源模块与设备连接，水族箱中还设置有水温采集模块，水温采集模块通过无线通信模块与控制器连接，控制器上还连接有报警模块，控制终端用于对控制器发送控制指令。

优选的，所述控制器包括控制芯片U3，控制芯片U3的9引脚为复位端，接电容C3和电阻R1的一端，电容C3和电阻R1的另一端分别接+5V电源和接地；

控制芯片U3的18、19引脚分别接振荡器Y1的两端和电容C1和电容C2的一端，电容C1和电容C2的另一端接地；

控制芯片U3的20引脚接地，21引脚接+5V电源，按键K1、按键K2、按键K3、按键K4及按键K5分别接控制芯片U3的12、1、2、3及4引脚，其另一端均接地。

优选的，所述显示模块包括LCD12864液晶图形显示器U2和滑动变阻器VR1；

其中，LCD12864液晶图形显示器U2的1、15和20引脚接地，2、4、17及19引脚接+5V，3引脚接滑动变阻器VR1的输出端，滑动变阻器VR1的另两端分别接+5V电源和地，LCD12864液晶图形显示器U2的5和6引脚分别接控制芯片U3的22、23引脚。

优选的，所述无线通信模块包括UART转WiFi模块U1和电阻R2；

其中，UART转WiFi模块U1的5引脚接地，4引脚接+3.3V电源，2引脚接电阻R2的一端，电阻R2的另一端接+3.3V，UART转WiFi模块U1的1和8引脚分别接控制芯片U3的10和11引脚。

优选的，所述报警模块包括三极管Q7、有源蜂鸣器B1和电阻R10；

其中，三极管Q7的发射极接+5V电源，基极接电阻R10的一端，电阻R10的另一端接控制芯片U3的37引脚，三极管Q7的集电极接蜂鸣器B1的正极，蜂鸣器B1的负极接地。

优选的，所述水温采集模块包括数字温度传感器U4和电阻R9；

其中，数字温度传感器U4的1和3引脚分别接地和+5V电源，数字温度传感器U4的2引脚接电阻R9的一端，电阻R9的另一端接+5V电源，数字温度传感器U4的2引脚同时接控制芯片U3的36引脚。

优选的，所述开关电源模块包括继电器U5和继电器U6；

其中，继电器U5的5引脚和3引脚串接外电路循环泵，继电器U5的1引脚接二极管D1的负极和发光二极管L1的正极，二极管D1的正极分别接继电器U5的2引脚、电阻R11的一端和接地，电阻R11的另一端接发光二极管L1的负极，发光二极管L1的正极接三极管Q1的集电极，三极管Q1的发射极接+5V电源，基极接电阻R3的一端，电阻R3的另一端接控制芯片U3的24引脚；

继电器U6的5引脚和3引脚串接外电路加热棒，继电器U6的1引脚接二极管D2的负极和发光二极管L2的正极，二极管D2的正极分别接继电器U6的2引脚、电阻R12的一端和接地，电阻R12的另一端接发光二极管L2的负极，发光二极管L2的正极接三极管Q2的集电极，三极管Q2的发射极接+5V电源，基极接电阻R4的一端，电阻R4的另一端接控制芯片U3的25引脚。

优选的，所述开关电源模块还包括继电器U7和继电器U8；

继电器U7的5引脚和3引脚串接外电路造浪泵，继电器U7的1引脚接二极管D3的负极和发光二极管L3的正极，二极管D3的正极接继电器U7的2引脚、电阻R13的一端并接地；电阻R13的另一端接发光二极管L3的负极，发光二极管L3的正极接三极管Q3的集电极，三极管Q3的发射极接+5V电源，基极接电阻R5的一端，电阻R5的另一端接控制芯片U3的26引脚；

继电器U8的5引脚和3引脚串接外电路氧气泵，继电器U8的1引脚接二极管D4的负极和发光二极管L4的正极，二极管D4的正极接继电器U8的2引脚、电阻R14的一端并接地，电阻R14的另一端接发光二极管L4的负极，发光二极管L4的正极接三极管Q4的集电极，三极管Q4的发射极接+5V电源，基极接电阻R6的一端，电阻R6的另一端接控制芯片U3的27引脚。

优选的，所述开关电源模块还包括继电器U9和继电器U10；

继电器U9的5引脚和3引脚串接外电路顶灯，继电器U9的1引脚接二极管D5的负极和发光二极管L5的正极，二极管D5的正极接继电器U9的2引脚、电阻R15的一端并接地，电阻R15的另一端接发光二极管L5的负极，发光二极管L5的正极接三极管Q5的集电极，三极管Q5的发射极接+5V电源，基极接电阻R7的一端，电阻R7的另一端接控制芯片U3的28引脚；

继电器U10的5引脚和3引脚串接外电路进水阀门，继电器U10的1引脚接二极管D6的负极和发光二极管L6的正极，二极管D6的正极接继电器U10的2脚、电阻R16的一端并接地，电阻R16的另一端接发光二极管L6的负极，发光二极管L6的正极接三极管Q6的集电极，三极管Q6的发射极接+5V电源，基极接电阻R8的一端，电阻R8的另一端接U3的29引脚。

优选的，所述设备为氧气泵、循环泵、加热棒、造浪泵、顶灯和投食器中的至少一种。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的技术效果：

本实用新型提供了一种水族箱WIFI控制装置，通过主控单元结合显示模块、报警模块、水温采集模块、开关电源模块及无线通信模块组成，用户在显示界面手动设置设备的运行参数外，还可预设水温极限温度、水泵极限运行时间等参数，用户在完成控制器初始化设置后，控制器将可以完全脱离人工手动控制，实现水族箱的自动运行。

附图说明

图1为控制系统的结构示意框图；

图2为主控单元外围电路图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，所述是对本实用新型的解释而不是限定。

如图1和2所示，一种水族箱WIFI控制装置，包括控制器、显示模块、无线通信模块、报警模块、开关电源模块、水温采集模块和控制终端。

控制器设置在电路板上，控制器上与无线通信模块，无线通信模块与显示模块连接，显示模块设置在水族箱箱体的侧壁上，控制器通过无线通信模块连接开关电源模块，开关电源模块与设备连接，水族箱中还设置有水温采集模块，水温采集模块通过无线通信模块与控制器连接，控制器上还连接有报警模块，控制终端用于对控制器发送控制指令。

显示模块，用于显示水族箱设备运行状态；无线通信模块，用于主控单元与控制终端进行通信；报警模块，用于对异常情况的警示；开关电源模块，用于控制设备运行状态；水温采集模块，用于采集水族箱实时水温。

控制器包括控制芯片U3、无锁按键K1、无锁按键K2、无锁按键K3、无锁按键K4及无锁按键K5，电容C1、电容C2、电容C3，电阻R1以及频率为11.0592MHz的石英晶体振荡器Y1。

其中控制芯片U3的9引脚为复位端，接电容C3和电阻R1的一端，电容C3和电阻R1的另一端分别接+5V电源和地，复位电路利用电容C3的充放电实现上电复位。U3的18、19引脚为时钟端，分别接石英晶体振荡器Y1的两端和电容C1、电容C2的一端，电容C1和电容C2的另一端接地，为控制芯片U3的正常工作提供稳定的时钟信号，其中电容C1和电容C2起振电容。控制芯片U3的20引脚接地，21引脚接+5V电源；按键K1、K2、K3、K4及K5分别接U3的12、1、2、3及4引脚，其另一端均接地，实现对当前设备运行状态的调节。

显示模块包括LCD12864液晶图形显示器U2和滑动变阻器VR1。

其中，LCD12864液晶图形显示器U2采用串行工作方式，其1、15和20引脚接地，2、4、17及19引脚接+5V，3引脚接滑动变阻器VR1的输出端，VR1的另两端分别接+5V电源和地，通过调节VR1实现对LCD显示器对比度的调节。LCD12864液晶图形显示器U2的5、6引脚分别接单片机控制芯片U3的22、23引脚，由控制芯片U3的23引脚产生的时钟信号同步控制芯片U3的22引脚输入到LCD12864液晶图形显示器U2的5引脚的数据。

该显示模块采用LCD12864的串行连接方式节省了控制芯片U3的输入/输出口资源，简化了硬件设计。

无线通信模块包括UART转WiFi模块U1和电阻R2。

其中，UART转WiFi模块U1的型号为ESP8266-01F，U1的5引脚接地，4引脚接+3.3V电源，2引脚接R2的一端，R2的另一端接+3.3V，U1的1及8脚分别接U3的10及11脚，通过UART串行数据总线实现全双工传输和接收，进而实现通过控制终端控制单片机控制芯片U3，并在控制终端显示单片机控制芯片U3运行状态，完成数据的发送和接收。

报警模块包括三极管Q7、有源蜂鸣器B1和电阻R10。

其中，三极管Q7的型号为8550，三极管Q7的发射极接+5V电源，基极接R10的一端，电阻R10的另一端接单片机控制芯片U3的37引脚，三极管Q7的集电极接蜂鸣器B1的正极，蜂鸣器B1的负极接地。报警模块由单片机STC12C5A60S2芯片的37引脚控制，实现对水温超限等异常情况的报警。

水温采集模块包括数字温度传感器U4和电阻R9。

其中数字温度传感器U4的型号为防水型DS18B20传感器，数字温度传感器U4的1和3引脚分别接地和+5V电源，数字温度传感器U4的2引脚接电阻R9的一端。电阻R9的另一端接+5V电源，电阻R9起上拉作用。数字温度传感器U4的2引脚同时接单片机控制芯片U3的36引脚，以单总线方式将温度数据传递给单片机控制芯片U3，由U3处理采集结果。

开关电源模块包括三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3、三极管Q4、三极管Q5和三极管Q6，发光二极管L1、发光二极管L2、发光二极管L3、发光二极管L4、发光二极管L5和发光二极管L6，电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15和电阻R16，二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、二极管D5和二极管D6，继电器U5、继电器U6、继电器U7、继电器U8、继电器U9和继电器U10。

其中，继电器U5的5引脚和3引脚串接外电路循环泵，继电器U5的1引脚接二极管D1的负极和发光二极管L1的正极，二极管D1的正极接继电器U5的2引脚、电阻R11的一端，并接地；电阻R11的另一端接发光二极管L1的负极，发光二极管L1的正极接三极管Q1的集电极，三极管Q1的发射极接+5V电源，基极接电阻R3的一端，电阻R3的另一端接U3的24引脚；继电器U6的5引脚和3引脚串接外电路加热棒，继电器U6的1脚接二极管D2的负极和发光二极管L2的正极，二极管D2的正极接继电器U6的2引脚、电阻R12的一端，并接地；电阻R12的另一端接发光二极管L2的负极，发光二极管L2的正极接三极管Q2的集电极，三极管Q2的发射极接+5V电源，基极接电阻R4的一端，电阻R4的另一端接U3的25引脚。继电器U7的5引脚和3引脚串接外电路造浪泵，继电器U7的1引脚接二极管D3的负极和发光二极管L3的正极，二极管D3的正极接继电器U7的2引脚、电阻R13的一端，并接地；电阻R13的另一端接发光二极管L3的负极，发光二极管L3的正极接三极管Q3的集电极，三极管Q3的发射极接+5V电源，基极接电阻R5的一端，电阻R5的另一端接U3的26引脚。继电器U8的5引脚和3引脚串接外电路氧气泵，继电器U8的1引脚接二极管D4的负极和发光二极管L4的正极，二极管D4的正极接继电器U8的2引脚、电阻R14的一端，并接地。电阻R14的另一端接发光二极管L4的负极，发光二极管L4的阳极接三极管Q4的集电极，三极管Q4的发射极接+5V电源，基极接电阻R6的一端，电阻R6的另一端接U3的27引脚。继电器U9的5引脚和3引脚串接外电路顶灯，继电器U9的1引脚接二极管D5的负极和发光二极管L5的阳极，二极管D5的阳极接继电器U9的2引脚、电阻R15的一端，并接地。电阻R15的另一端接发光二极管L5的负极，发光二极管L5的阳极接三极管Q5的集电极，三极管Q5的发射极接+5V电源，基极接电阻R7的一端，电阻R7的另一端接U3的28引脚。继电器U10的5引脚和3引脚串接外电路进水阀门，继电器U10的1引脚接二极管D6的负极和发光二极管L6的阳极，二极管D6的阳极接继电器U10的2脚、电阻R16的一端，并接地。电阻R16的另一端接发光二极管L6的负极，发光二极管L6的阳极接三极管Q6的集电极，三极管Q6的发射极接+5V电源，基极接电阻R8的一端，电阻R8的另一端接U3的29引脚。以此实现对外部水族箱设备运行控制。

无线通信模块包括ESP8266-01F无线通信芯片。报警模块包括由三极管8550驱动的蜂鸣器。水温采集模块包括防水型DS18B20数字温度传感器。开关电源模块包括由三极管8550驱动的QJD-5继电器。

设备包括氧气泵、循环泵、加热棒、造浪泵、顶灯和投食器。

用户在显示界面对设备的开关逻辑进行设置，如顶灯的开启时间和时长、温度设置为恒定温度值、造浪泵为每日开始工作的时间及工作时长、投食器的投食量等，完成设置后，控制系统进入工作状态，实现水族箱的自动运行。

该水族箱WIFI控制装置，通过无线通信模块与移动终端同步通信，在移动终端可直接进行设备运行状态的查看及发送指令。

为减小使用成本及外设体积，本控制器提供了丰富的开关电源电路接口，可实现6路同步智能自动化控制以及两路常开常关手动控制。将传统控制器集成化、简单化。

显示模块包括LCD12864图形液晶显示屏，采用串行传输方式，简化了硬件电路的同时，还节省了控制器的输入/输出端口资源，从而降低设备运行功耗、减小使用成本，同时控制器开关电源电路接入点均采用国家标准电源接口，向上兼容老一代水族箱设备，提高设备的通用性、降低使用成本。

以上内容仅为说明本实用新型的技术思想，不能以此限定本实用新型的保护范围，凡是按照本实用新型提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本实用新型权利要求书的保护范围之内。