2028级4班鱼菜共生生态园

1.主题 2.项目规划介绍（功能、材料、设计方案） 3.项目规划思维导图 4.设计草图 5.设计图截图 6.设计源文件 7.编程截图 8.编程源文件 9.成品图 10.作品介绍

王浩宇四.（4）24号

我要制作一个智能的小鱼缸，上层种植物，下层养鱼。它的功能可以种植物，养鱼，还可以发光。                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                         材料准备鱼缸：挑选合适大小且透明度高的玻璃或亚克力鱼缸，方便进行观赏。种植容器：可使用带有漏水孔的塑料种植篮或定制的种植槽，放置于鱼缸上方。主控模块：如基于STM32单片机的控制板，它是整个鱼缸智能化控制的核心，负责处理传感器数据、控制设备运行等 。传感器：准备浑浊度传感器监测水质，防水式温度传感器探测水温，以及湿度传感器检测植物种植区域的土壤湿度 。其他部位：自动喂食器、循环水泵、过滤装置、可调节亮度的LED灯、蓝牙模块、OLED显示屏等 。          制作步骤1. 构建鱼缸与种植层结构：先把鱼缸清洁干净并放置在平稳处，再将种植容器安装在鱼缸顶部，可以通过定制的支架进行稳固支撑。如果是采用种植槽，要确保其高于鱼缸水面15厘米到20厘米左右，方便操作管理 。2. 安装循环系统：将循环水泵置于鱼缸底部一角，连接循环水管，水管一端深入鱼缸底部，另一端延伸至种植容器下方，同时在水管路径上安装过滤装置，用于过滤水中杂质 。3. 布置传感器：把浑浊度传感器和温度传感器放入鱼缸水中合适位置，注意要让浑浊度传感器能充分接触水流以准确检测水质，温度传感器也不要贴近加热棒等发热源，将湿度传感器埋入种植容器的土壤内 。4. 安装自动喂食器与照明设备：把自动喂食器固定在鱼缸壁合适高度，让鱼能方便吃到投喂的食物。在种植容器上方或鱼缸顶部安装可调节亮度的LED灯，为植物提供光照，同时也有助于观赏 。5. 连接主控模块及电路：将各类传感器、自动喂食器、循环水泵、LED灯等设备的线路连接到主控模块对应的接口上，再将蓝牙模块连接主控模块，用于和手机通信，OLED显示屏也连接主控模块，用于显示相关参数信息 。6. 编写程序与调试：利用相关编程语言针对主控模块进行程序编写，实现对传感器数据的读取、依据预设阈值控制各设备的运行等功能，比如当水质浑浊度超标时开启过滤水泵，湿度不足时启动水泵向种植层供水，到达设定喂食时间时启动自动喂食器等。编写好后对系统进行调试，检查各设备能否正常响应指令，数据显示是否正确等。

上层；水培。下层；养鱼。智能鱼缸实现全面环境监测：通过多种传感器，实时精准监测鱼缸内的水温、水质、水位等环境参数。

• 远程智能操控：开发电脑应用程序，支持通过电脑随时随地远程监控鱼缸状态还能接收鱼缸异常警报信息。
• 个性化设置：允许根据饲养鱼类品种的不同，个性化设置各项环境，满足不同鱼类的生长需求。
  

1. 选缸：超白玻璃缸，配小型鱼（灯鱼、短鲷）。  水上种植植物2. 过滤：外挂滤筒（静音）+生化棉+陶瓷环。  3. 照明：灯条   灯板4. 维护：每周换水1/3。  5. 造景：底砂选溪流砂，石子。

• 上层养花区域：需预留5-10cm高度的“陆地”空间，可通过定制亚克力隔板、火山石堆叠或定植篮实现，确保植物根系不浸泡于水中（避免烂根）。
• 下层养鱼区域：水深建议20-30cm，水体容量根据鱼缸尺寸调整，遵循“大水体更稳定”原则（如50cm长鱼缸可容纳60-80L水）[[2]
• 自动化执行设备：
  
  • 智能过滤系统：模块化过滤盒（含物理滤棉、生化滤材），支持一键取出更换，避免脏手操作[[2]]；
  • 自动喂食器：定时定量投喂（每日1-2次，30秒内吃完为准），内置干燥剂槽保持鱼食干燥，外出时远程控制[[2]]；
  • LED智能灯光：模拟日出日落模式（如6:00-18:00开启），促进水草光合作用，支持APP自定义光谱[[2]]。控制：通过智能家居系统（如小爱同学、天猫精灵）语音调节灯光、水流档位。 我会用到石头、彩灯、3D打印、鱼缸和小鱼          上面种水植下面养鱼
    

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一 ，核心功能设计

• 生态循环系统
  
  
  
  
  • 鱼粪转化肥料：鱼排泄物经水泵抽至种植层，由硝化细菌分解为植物可吸收的硝酸盐
    
  • 植物净化水质：菜根吸收养分后，净化水流回鱼缸，减少换水频率（理想状态下可减少70%换水量）
    
• 智能管理模块
  
  
  • 水质监测：实时监测pH值、氨氮含量、水温，异常时APP报警（如氨氮超标自动启动增氧）
  • 自动喂食：防潮储粮仓定量投喂，支持远程APP控制或定时设置
  • 灯光调控：种植区用全光谱LED促进光合作用，鱼缸区RGB灯光可调色温
    
• 低维护设计
  
  
  • 双循环过滤：物理过滤（滤棉拦截杂质）+生化过滤（陶瓷环培菌），种植基质（陶粒、火山石）辅助过滤
    
  
  

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二，分层设计方案

• 下层养鱼区
  
  
  • 造景元素：沉木+阴性水草（莫斯、水榕），避免复杂造景干扰循环
    
• 上层种植区（占比40%）
  
  
  • 种植方案：
    
    • 浅根蔬菜：生菜、空心菜（水培专用品种）
    • 基质厚度：8-10cm陶粒层，覆盖根系防藻类滋生。
      
  • 灌溉设计：
    
    • 滴流管均匀布水，避免局部积水
      
    
    
  
  

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他的功能是更换氧气，说小说和唱歌还有关灯亮灯，材料有鱼缸，灯板，宝石，小草，气泵。

鱼可以是 ，

2022.4，袁西谦，31号。

智能鱼缸：科技赋能下的水族养护新体验

智能鱼缸是传统水族箱与现代物联网、自动化技术结合的创新产物，通过集成传感器监测、智能控制、远程交互等功能，实现水质管理自动化、鱼类养护精准化及用户操作便捷化，为鱼类营造更稳定的生存环境，同时大幅降低人工干预成本。以下从核心技术架构、功能特点、应用场景及开发实例四个维度展开介绍。

一、核心技术架构：多模块协同的智能化系统

智能鱼缸的技术体系以传感器层-控制层-交互层三层架构为核心，通过软硬件协同实现环境自适应与远程管理。

• 传感器层：部署温度、PH值、溶氧量、水位、浊度等多种传感器，实时采集水质与环境数据。例如，温度传感器（如DHT11）监测水温波动，浊度传感器检测水质清洁度，为后续控制决策提供依据12。
• 控制层：以微控制器（如STM32、ESP32）或单片机为核心，结合智能控制器实现设备联动。例如，STM32F103C8T6单片机可通过ESP8266 WiFi模块连接网络，根据传感器数据自动调节加热器、水泵、气泵等设备23。
• 交互层：支持手机APP远程监控、语音控制（如调节水温、喂食）及参数手动设置，部分系统还引入机器学习算法，通过分析鱼类活动规律优化环境参数12。
  

二、功能特点：从基础监测到个性化养护

智能鱼缸通过技术整合，实现了传统鱼缸无法比拟的智能化与自动化能力，具体表现为五大核心功能：

• 水质动态监测与自动调节
  
  
  • 实时监测水温、PH值、溶氧量等关键指标，当浊度超过阈值时自动报警并启动换水流程，或通过水泵、气泵调节水质12。
  • 例如，STM32系统可通过浊度传感器数据触发排水/补水机制，确保水质长期稳定3。
    
• 远程控制与可视化管理
  
  
  • 用户通过手机APP查看实时数据（如温度、水位），远程控制灯光开关、喂食时间、补氧频率等，无需现场操作12。
  • ESP32方案支持网页端定时任务设置，配合摄像头模块还可实现鱼类活动的视频监控1。
    
• 自动化养护流程
  
  
  • 集成定时喂食器、自动补氧系统，可按预设时间投喂饲料或启动气泵，避免人工遗忘导致的鱼类健康问题23。
  • 部分系统具备“学习能力”，通过机器学习算法分析鱼类活跃度，动态调整光照周期与水温1。
    
• 多场景适配与个性化定制
  
  
  • 针对不同鱼类需求（如热带鱼、水母），支持参数自定义。例如，为水母设计的RGB氛围灯可模拟自然光照，提升观赏性2。
  • 硬件扩展性强，可根据需求添加语音模块（如通过语音指令调节PH值）或扩展传感器类型1。
    
• 低功耗与稳定性优化
  
  
  • 采用STM32、ESP8266等低功耗芯片，结合睡眠模式设计，降低长期运行的能耗成本23。
    
  
  

三、应用场景与开发实例

智能鱼缸广泛适用于家庭观赏、教学实验及高端水族养殖，其开发方案已形成多样化技术路径，以下为两类典型案例：

1. STM32基础版（适合入门开发）

• 硬件组成：STM32F103C8T6单片机 + ESP8266 WiFi模块 + 温度/浊度传感器 + 继电器（控制水泵、加热器）2[[3]]。
• 功能实现：通过C语言编程实现温度显示、浊度报警、手机远程控制，核心代码示例如下：// 温度传感器初始化（GPIO模拟输入模式）G PIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct; GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0; GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN; GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
• 适用场景：学生毕业设计、家庭小型鱼缸改造3。
  

2. ESP32进阶版（适合功能扩展）

• 硬件组成：ESP32主控 + 摄像头模块 + DHT11温湿度传感器 + 步进电机（喂食器驱动）1。
• 功能亮点：支持FreeRTOS实时操作系统，实现多任务并行（如测温、补氧、数据上传同步进行），并提供开源项目资源（含原理图与PCB设计）1。
• 适用场景：高端家庭水族箱、商业展示鱼缸1[[2]]。
  

四、总结：智能鱼缸的价值与未来趋势

智能鱼缸通过物联网、自动化与AI技术的融合，重新定义了水族养护模式：一方面，它降低了养鱼门槛，让新手也能轻松维持水质稳定；另一方面，通过数据化管理与个性化服务，为资深爱好者提供了更多创新空间。未来，随着传感器成本下降与算法优化，智能鱼缸有望向“生态闭环”方向发展，例如结合植物净化系统实现水质自循环，或通过区块链技术记录鱼类生长数据，成为智能家居生态的重要组成部分。无论是家庭观赏还是科研实验，智能鱼缸都将持续推动水族养护行业的智能化升级。

智能鱼缸核心设计总结

· 上层多肉：定植篮固定根系，置于水面上方，根放在下面，底下放灯制造氛围。

· 下层灯光：选防水LED灯带，声控开关灯，设日常照明与氛围模式，12V低压确保安全。

· 维护要点：每周换3水，清理烂根，灯光线路远离水源，粘在旁边。

这是一个智能鱼缸，它会自动换氧，会自动开灯，里面还放了一些石头，还有一些水草当装饰，主要用了打氧机，灯条，小石子，缸。

• 上层养花区域：需预留5-10cm高度的“陆地”空间，可通过定制亚克力隔板、火山石堆叠或定植篮实现，确保植物根系不浸泡于水中（避免烂根）。
• 下层养鱼区域：水深建议20-30cm，水体容量根据鱼缸尺寸调整，遵循“大水体更稳定”原则（如50cm长鱼缸可容纳60-80L水）[[2]
• 鱼粪转化肥料：鱼排泄物经水泵抽至种植层，由硝化细菌分解为植物可吸收的硝酸盐
• 、维护要点：每周换3水，清理烂根，灯光线路远离水源，粘在旁边。
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智能鱼项目规划核心要素概览
智能鱼项目规划需围绕功能定位、材料选型及设计方案三大核心环节，结合智能化技术与工程实施要求，确保项目可行性与创新性。以下从功能目标、材料特性及设计框架三方面进行简要介绍。

一、核心功能定位
智能鱼的功能设计需兼顾实用性与智能化，主要包括：

环境监测：集成传感器实时采集水质（pH值、溶氧量）、水温等数据，通过无线传输至终端平台，实现养殖环境动态监控。
自动巡航与避障：搭载小型推进系统与避障算法，按预设路径巡航，规避障碍物或鱼群聚集区域，提升监测覆盖率。
数据反馈与预警：通过内置芯片分析数据，异常情况（如溶氧量过低）实时触发声光预警，辅助养殖户快速响应。
二、关键材料选型
材料需满足防水、耐用及轻量化要求，重点考虑：

外壳材料：选用食品级ABS或改性PP，具备耐腐蚀性（适应水体环境）、抗冲击性，同时控制重量以提升续航能力。
传感器组件：采用高精度电化学传感器（如溶氧电极）、温度传感器，确保数据准确性；电路部分需做防水密封处理（IP68等级）。
能源供应：使用高容量锂电池（如18650电芯），搭配低功耗芯片，单次充电续航≥8小时，支持太阳能辅助充电（可选）。
三、设计方案框架
设计需融合技术可行性与工程实施规范，主要包括：

技术架构
硬件层：传感器模块+微控制器（如STM32系列）+通信模块（LoRa/NB-IoT）；
软件层：嵌入式算法（数据处理、避障逻辑）+云端平台（数据存储与可视化）。
外观与结构
仿生造型设计：模仿鱼类流线型体态，减少水阻；推进系统采用仿生尾鳍结构，提升机动性。
工程实施要点
前期需完成可行性研究，明确技术参数（如续航、监测精度）及成本预算（材料占比约40%，研发占比30%）；
测试阶段进行水池模拟与实地试点，优化避障算法及数据传输稳定性，确保符合渔业养殖场景需求。
四、项目实施核心原则
合规性：遵循当地水产养殖设备安全标准，涉及无线通信需通过无线电管理部门认证1；
可扩展性：预留传感器接口，支持未来增加水质污染物检测、视频监控等功能；
成本控制：通过模块化设计降低量产成本，目标单价控制在千元内，提升市场推广可行性。
以上框架可根据实际需求调整，建议结合具体应用场景（如淡水养殖/海水养殖）细化参数与方案。

金蕊怡6号