2024年2月14日发(作者：辉童)
Academic Forum /
学术论坛基于树莓派的智能鱼缸控制系统设计赵琳琳(江海职业技术学院，江苏扬州225100)摘要：基于树莓派开发平台，以组建传感器网络技术为基础，设计一款全自动控制的支持智能语音对话的智慧鱼缸。使用
温度传感器，PH值传感器，溶解氧传感器，水位传感器等多种传感器获取鱼缸内部环境参数的实时数据，运用树莓派进
行终端统一智能控制。结合大数据技术，实现鱼缸自行科学养鱼，切实帮助养鱼者。大大降低养鱼难度，总而增加用户集体，
刺激鱼缸市场的潜力，带动一系列经济效益。巧妙结合原子镜和液晶屏，使显示部分变得十分美观。同时，支持语音交互，
在支持语音控制的基础上，还增设了人工智能语音对话的功能，增加了鱼缸的趣味性和科技感，更好的实现的人机交互，
配合美丽的鱼缸和灵动的小鱼，总体效果十分不错，针对目前观赏鱼养殖中普遍出现的能源浪费和死亡率高问题，采用传
感器、移动互联、云平台、大数据等新型技术，对鱼缸系统的下位机、服务器、客户端分别进行设计，制作成智能、节能、
环保的超级鱼缸。关键词：智慧鱼缸；大数据技术；树莓派；人工智能1前言1.1背景都市生活节奏加快，人们急需寻找一个恬静舒适的空间，
在寸土寸金的都市居家环境中，拥有一方简单的绿意或自然
景色，营造出休闲的愜意生活，是许多追求艺术生活的人们
所渴望的。各种创意鱼缸的出现，不仅为传统的观赏鱼养殖
增添了更多的乐趣，在这个追求个性时尚的时代，各种不同
的创意融入到水族产业中，使得鱼缸出现在你生活的方方面
面。网络智能型水族箱实现“人鱼互动”生活节奏的加快，
智能化电子产品的普遍应用，鱼缸也顺应这一全新的潮流，
成功将智能控制技术运用于箱体设计中，实现电脑控制面板，
调节鱼缸的各项功能，实现简便化、智能化操作，使得观赏
鱼养殖更加便捷、流畅。目前针对水温、供氧、光控、净水
且设备系统功耗大、不环保、伴有很大噪音等问题，本产品
提供相应的解决措施。1.2问题发现以及需求分析目前随着人们生活水平的不断提高，越来越多的家庭，
喜欢在装饰房子时，添置一个精美的大型鱼缸在家中的一个
显要位置，同时，放置这样一个鱼缸也渐渐成为成功人士的
象征。特别是新装修的办公场合，新建立的大型厅室等，购
买鱼缸的比率是非常大的。据有关资料显示，目前全世界观赏鱼缸业正以每年超过
10%的速度增长，英国有15%的家庭、美国有20%的家庭、
曰本有18%的家庭将观赏鱼作为宠物在饲养。美国有1500
万户家庭拥有水族箱，占全美家庭总数的18%。我国以观赏
鱼缸为龙头的水族产业发展虽是近+余年的事，规模也还不
大，但其蕴涵了巨大的发展潜力。目前市场各种鱼缸的功能比较单一，但是用户需求却曰
益增长。集水温，清洁，喂养，补氧等功能于一体，实现智
能管理的产品一定是未来趋势。1.3所解决的问题针对持续性工作，浪费能源问题。我们的产品利用传感
器技术，实时监控鱼缸内部，以及鱼缸外部情况。实现功能
包括智能温控，智能净水，智能灯控。智能温控及针对不同
的需要，使得鱼缸保持在需求温度。智能净水，当相关传感
器检测到水质不达标时，便开启净水器，进行净水。智能灯控,
利用红外感应技术，当检测到有人靠近时，控制灯光亮起。2系统方案2.1系统方案特色基于树莓派对整套系统进行智能控制。组件传感器网络
用来实时传输鱼缸内部的各类参数。实现鱼缸的全自动养鱼
功能，省心省力。同时，本套系统是基于鱼缸的实时情况，针对养鱼难，因为养鱼经验和技术的缺乏所导致的鱼类
死亡率高的问题。我们结合当下最热门的大数据技术，将各
类鱼种的科学养殖方法，与我们的产品相结合。使得我们的
鱼缸能够是实现自行的，专业的，科学的，可靠的养鱼。有
效的帮助养鱼者养鱼，大大的降低鱼类的死亡率。针对目前水族箱行业的不温不火问题。明明可以成为一
个庞大的产业链，一个千亿级别的市场，却一直几乎处于停
滞不前的状态，依旧只是小众的市场。我们的鱼缸在实现了
能够技术精准养鱼后，鱼类的死亡率大大降低，能有很大几
率使得一时的心血来潮变为一个持续性爱好。从而大大增加
了鱼类市场的用户人群，刺激了整个养鱼相关行业的发展与
前进。甚至带动GDP的增长。1.4研究现状随着经济水平的突飞猛进，装饰业的日趋兴起，人们对
家具品味的追求愈加重视。据最新资料显示水族产品日渐丰
富，水族市场更加繁荣昌盛。传统鱼缸需经常换水和补充氧气，常配备两种设备：水
泵和空气泉，用以清洁水体和补充氧气。但这些设备的工作
时间会因季节、水温及饲养鱼的多少而不同。每天需要多次
开停操作，这样连续工作，会缩短设备寿命，更不利于节能。
在观赏鱼饲养过程中的实践表明：市场上现有的鱼缸控制系
统都是功能较简单的非智能化设备。109
2024年2月14日发(作者：辉童)
Academic Forum /
学术论坛基于树莓派的智能鱼缸控制系统设计赵琳琳(江海职业技术学院，江苏扬州225100)摘要：基于树莓派开发平台，以组建传感器网络技术为基础，设计一款全自动控制的支持智能语音对话的智慧鱼缸。使用
温度传感器，PH值传感器，溶解氧传感器，水位传感器等多种传感器获取鱼缸内部环境参数的实时数据，运用树莓派进
行终端统一智能控制。结合大数据技术，实现鱼缸自行科学养鱼，切实帮助养鱼者。大大降低养鱼难度，总而增加用户集体，
刺激鱼缸市场的潜力，带动一系列经济效益。巧妙结合原子镜和液晶屏，使显示部分变得十分美观。同时，支持语音交互，
在支持语音控制的基础上，还增设了人工智能语音对话的功能，增加了鱼缸的趣味性和科技感，更好的实现的人机交互，
配合美丽的鱼缸和灵动的小鱼，总体效果十分不错，针对目前观赏鱼养殖中普遍出现的能源浪费和死亡率高问题，采用传
感器、移动互联、云平台、大数据等新型技术，对鱼缸系统的下位机、服务器、客户端分别进行设计，制作成智能、节能、
环保的超级鱼缸。关键词：智慧鱼缸；大数据技术；树莓派；人工智能1前言1.1背景都市生活节奏加快，人们急需寻找一个恬静舒适的空间，
在寸土寸金的都市居家环境中，拥有一方简单的绿意或自然
景色，营造出休闲的愜意生活，是许多追求艺术生活的人们
所渴望的。各种创意鱼缸的出现，不仅为传统的观赏鱼养殖
增添了更多的乐趣，在这个追求个性时尚的时代，各种不同
的创意融入到水族产业中，使得鱼缸出现在你生活的方方面
面。网络智能型水族箱实现“人鱼互动”生活节奏的加快，
智能化电子产品的普遍应用，鱼缸也顺应这一全新的潮流，
成功将智能控制技术运用于箱体设计中，实现电脑控制面板，
调节鱼缸的各项功能，实现简便化、智能化操作，使得观赏
鱼养殖更加便捷、流畅。目前针对水温、供氧、光控、净水
且设备系统功耗大、不环保、伴有很大噪音等问题，本产品
提供相应的解决措施。1.2问题发现以及需求分析目前随着人们生活水平的不断提高，越来越多的家庭，
喜欢在装饰房子时，添置一个精美的大型鱼缸在家中的一个
显要位置，同时，放置这样一个鱼缸也渐渐成为成功人士的
象征。特别是新装修的办公场合，新建立的大型厅室等，购
买鱼缸的比率是非常大的。据有关资料显示，目前全世界观赏鱼缸业正以每年超过
10%的速度增长，英国有15%的家庭、美国有20%的家庭、
曰本有18%的家庭将观赏鱼作为宠物在饲养。美国有1500
万户家庭拥有水族箱，占全美家庭总数的18%。我国以观赏
鱼缸为龙头的水族产业发展虽是近+余年的事，规模也还不
大，但其蕴涵了巨大的发展潜力。目前市场各种鱼缸的功能比较单一，但是用户需求却曰
益增长。集水温，清洁，喂养，补氧等功能于一体，实现智
能管理的产品一定是未来趋势。1.3所解决的问题针对持续性工作，浪费能源问题。我们的产品利用传感
器技术，实时监控鱼缸内部，以及鱼缸外部情况。实现功能
包括智能温控，智能净水，智能灯控。智能温控及针对不同
的需要，使得鱼缸保持在需求温度。智能净水，当相关传感
器检测到水质不达标时，便开启净水器，进行净水。智能灯控,
利用红外感应技术，当检测到有人靠近时，控制灯光亮起。2系统方案2.1系统方案特色基于树莓派对整套系统进行智能控制。组件传感器网络
用来实时传输鱼缸内部的各类参数。实现鱼缸的全自动养鱼
功能，省心省力。同时，本套系统是基于鱼缸的实时情况，针对养鱼难，因为养鱼经验和技术的缺乏所导致的鱼类
死亡率高的问题。我们结合当下最热门的大数据技术，将各
类鱼种的科学养殖方法，与我们的产品相结合。使得我们的
鱼缸能够是实现自行的，专业的，科学的，可靠的养鱼。有
效的帮助养鱼者养鱼，大大的降低鱼类的死亡率。针对目前水族箱行业的不温不火问题。明明可以成为一
个庞大的产业链，一个千亿级别的市场，却一直几乎处于停
滞不前的状态，依旧只是小众的市场。我们的鱼缸在实现了
能够技术精准养鱼后，鱼类的死亡率大大降低，能有很大几
率使得一时的心血来潮变为一个持续性爱好。从而大大增加
了鱼类市场的用户人群，刺激了整个养鱼相关行业的发展与
前进。甚至带动GDP的增长。1.4研究现状随着经济水平的突飞猛进，装饰业的日趋兴起，人们对
家具品味的追求愈加重视。据最新资料显示水族产品日渐丰
富，水族市场更加繁荣昌盛。传统鱼缸需经常换水和补充氧气，常配备两种设备：水
泵和空气泉，用以清洁水体和补充氧气。但这些设备的工作
时间会因季节、水温及饲养鱼的多少而不同。每天需要多次
开停操作，这样连续工作，会缩短设备寿命，更不利于节能。
在观赏鱼饲养过程中的实践表明：市场上现有的鱼缸控制系
统都是功能较简单的非智能化设备。109