[发明圈]大学生发明智能水族箱

动动手指就能远程养鱼

大学生发明智能水族箱

□周刊记者   苏弼坤   文/图

“其实这个水族箱是为了完成我高中时的一个小心愿。那时候，为了缓解高考的压力，我养了几条金鱼，由于没时间照顾它们，没多久金鱼就死了。后来，我就幻想着如果有一个水族箱能够自动喂食、自动调节温度、自动换水该多好。”昨天上午，在黄淮学院创客空间，机械与能源工程学院电子科学与技术专业的大学生张浩说，上高中时他就很有想法，不过那时因为所学的知识有限，无法实现智能水族箱的梦想。到了大学，他借助创客空间这一平台，完成了自己的心愿。

张浩和他发明的智能水族箱。

高三学生喜欢养金鱼

高中3年生活，很多经历过高考的人都了解：每天重复着背书、模拟考试，生活中除了学习外还是学习。为了缓解紧张的学习压力，学校或个人都会想方设法减压。今年已经上大三的张浩就是在高三时用养金鱼的方法给自己减压的。

张浩说，出生在信阳固始农村的他和众多高中生一样，对都市的繁华非常向往。高中期间，他不断告诫自己，一定要在高考时考出好成绩，上理想中的大学。2013年，他进入“备战状态”，每天繁重的学习压力压得他有些喘不过气来。

“我小时候生活在农村，那时喜欢捉一些小鱼回家养。在高三学习特别紧张的时候，我就买了3条金鱼养在寝室里，学累了就喂喂鱼，或者给它们换水。可我总是没时间照顾它们，没多久，金鱼就死了。”张浩说，金鱼死后，他又试着养了3条，可结果依然和第一次一样。

因为这两次的失败，张浩没有再继续养鱼，不过他一直把养鱼的事放在心里，有空的时候便上网查看如何才能把鱼儿养得更好。“后来，我才知道鱼儿的成长和水质、喂食、水中含氧量有关。那时我便想，如果有一个鱼缸能够自动养鱼该多好啊。”张浩说。

刚入大学就挑战智能水族箱

2014年9月，张浩以优异的成绩考上黄淮学院。“进入大学后，我觉得自己高中时的愿望应该能实现了。”张浩说，大一上学期，因为能力有限，他一直为进入创客空间而努力，至于“智能鱼缸”，暂时只能处于设想和初步准备阶段。

张浩说，随着现代都市生活节奏的加快，市民很少有时间养鱼，经常因忘记换水、喂食、制氧等使鱼儿死去，这使他们养鱼的信心一次次受到打击。“现在市民使用的水族箱无论多么昂贵多么先进，依然需要人们站在鱼缸旁边操控，而我想用遥控器控制。”张浩说。

考虑到市场中的水族箱存在较大的弊端，尤其体现在养鱼爱好者不在家时不能照料家中的鱼的窘况，导致养鱼的乐趣受限，即只能限定在特定的时间与地点。

怎样能换一种方式养鱼？张浩一直思考着。“就像QQ虚拟宠物一样，我们可以通过手机APP进行喂食、换水、制氧等。”张浩说。

借助“物联网”打造智能水族箱

2015年4月，张浩如愿进入黄淮学院创客空间。能力突飞猛进、思想丰富的他开始了“一展拳脚”。

经过初步的培训和学习，张浩知道，“物联网”作为新一代信息技术的重要组成部分，是信息化时代的重要发展阶段。伴随时代的发展，“物联网”技术逐步走进人们的生活，为人类生活提供更多的便利。

“利用局部网络或互联网等通信技术把传感器、控制器、人和物等通过新的方式联在一起，形成人与物、物与物相联，实现信息化、远程管理控制和智能化的网络。”张浩说，把这些融入智能水族箱，必将为养鱼爱好者提供便利。

张浩说，这款“物联网智能水族箱”的研发，是充分利用“物联网”的便利解决实际生活问题，将现实生活中遇到的问题借助新时代的产物加以解决。生活中，普通的鱼缸面临的问题主要有3个方面：水循环、水含氧量、喂食，他所需要做的就是把这3个方面提升为智能化。

说起来容易做起来难。“当时我掌握的知识根本不足以把水族箱智能化，或者说只能实现半智能化。”张浩说，他设想的是在手机上下载安装一个APP，不管是利用局域网还是互联网，只要拿出手机，就能通过APP实时了解鱼儿和水族箱的环境，并实现远程控制灯光、过滤水泵、氧气泵向水族箱供氧气、喂鱼食等。

自学APP开发“鱼乐”

利用手机APP实现远程控制，就必须掌握APP手机移动端的开发，这是问题最关键也是最难之处。“智能水族箱的难点有两个方面，首先是对水族箱上的电路板进行编程控制，以实现实时监测和手机端发出指令后能够准确无误地执行，其次就是如何开发设计手机APP。”张浩说，从大一下学期进入创客空间到2015年4月开始着手发明智能水族箱，外形、电路、材料以及部分工作原理基本都顺利完成，唯独编写程序代码这项，让他挠头。

“我学的是电子科学与技术专业，且大一下学期时我们还没有开设多少专业课，如果要完成这个项目，我只能靠自学和学长的帮助。”张浩说，智能水族箱的制作是从2015年4月开始的，2015年8月完工，在这4个月的制作时间中，仅手机APP的设计就用了一个月的时间，并且是在暑假期间完成的。

张浩通过查阅大量APP开发相关资料，同时在高年级学长的帮助下，开始一点儿一点儿地学编写代码。“从水族箱安装滤水泵、氧气泵、灯光装置，到测试成功，仅用了不到两个月的时间，并且所有装置都隐藏在箱盖下侧，既达到了功能效果同时不失美观，其主控部分则隐藏在水族箱后侧。”张浩说，为了隐藏主控板，他尝试过使用亚克力材料，也尝试过其他颜色的玻璃。亚克力因为材质原因和玻璃钢主题结构不吻合，而其他颜色的玻璃在水族箱开灯或光线条件很好的时候对主控板的隐藏不完美。就在一筹莫展的时候，他无意中发现，利用镀膜玻璃的单侧透光，不但能隐藏主控板，还能让原本不算很大或者外形不算美观的水族箱在反射面产生不一样的效果。

2015年7月，水族箱部分基本完工。学期结束后，同学们都准备打包行李踏上回家的路，唯独张浩还坐在寝室里抱着鱼缸拿着手机发呆。

“虽然手机端APP的设计基本完成，可APP的功能和检测数据到底如何显示让我费了很大心思。”张浩说，在同学们离校后的第3天，他想到了自己高中时养鱼的小鱼缸，为了纪念被自己送走的小金鱼，他给APP取名“鱼乐”，与“娱乐”二字同音，寓意养鱼拥有新的乐趣。他还把当时的小鱼缸作为APP的初始页面。

在后来对手机APP的学习中，张浩还加入了开机音乐等功能。

希望自己的发明有好前景

“我曾对水族箱市场做过调查，不管是知名的还是不知名的，商家吸引客户的最大亮点只有外形和大同小异的功能。”张浩说，不管是进口的还是国产的，多数水族箱以各自的美观造型占领市场，而在解决水族箱远程控制的问题上都未能做到完美。即便是较为高端的水族箱，也只是使用遥控器的方式或是手机蓝牙进行控制。这样的控制方式对于广大消费者来说属于一种“鸡肋”产品，在家庭使用时遥控器的控制方式略微显得有些累赘。他的智能水族箱可以利用手机APP实现远程控制，在周末的晚上即便是外出和朋友狂欢也能对家中的鱼儿了如指掌。

“我相信，有越来越多的人注重品质生活的追求与个人爱好的培养，因此对于喜欢养鱼的人来说，只要鱼缸能够充分照顾好自己的鱼，那么这个鱼缸就有价值。所以，我认为智能水族箱或许在将来真的能占有较大的市场。”张浩说。

“目前水族箱的功能可以实现对氧气、喂食、灯光、水循环的控制，然而我并不满足。”张浩说，他正在继续努力，希望通过加装摄像头，并在手机APP中添加远程监控装置，实现对鱼儿的实时监控。他还想添加温度传感器和加热、制冷装置，对水温实现实时控制，让那些生存环境较为苛刻的鱼儿更好地生存。在条件成熟之时，他还会为自己的水族箱申请专利。