[發明圈]大學生發明智能水族箱

動動手指就能遠程養魚

大學生發明智能水族箱

□周刊記者   蘇弼坤   文/圖

“其實這個水族箱是為了完成我高中時的一個小心愿。那時候，為了緩解高考的壓力，我養了幾條金魚，由于沒時間照顧它們，沒多久金魚就死了。后來，我就幻想著如果有一個水族箱能夠自動喂食、自動調節溫度、自動換水該多好。”昨天上午，在黃淮學院創客空間，機械與能源工程學院電子科學與技術專業的大學生張浩說，上高中時他就很有想法，不過那時因為所學的知識有限，無法實現智能水族箱的夢想。到了大學，他借助創客空間這一平臺，完成了自己的心愿。

張浩和他發明的智能水族箱。

高三學生喜歡養金魚

高中3年生活，很多經歷過高考的人都了解：每天重復著背書、模擬考試，生活中除了學習外還是學習。為了緩解緊張的學習壓力，學校或個人都會想方設法減壓。今年已經上大三的張浩就是在高三時用養金魚的方法給自己減壓的。

張浩說，出生在信陽固始農村的他和眾多高中生一樣，對都市的繁華非常向往。高中期間，他不斷告誡自己，一定要在高考時考出好成績，上理想中的大學。2013年，他進入“備戰狀態”，每天繁重的學習壓力壓得他有些喘不過氣來。

“我小時候生活在農村，那時喜歡捉一些小魚回家養。在高三學習特別緊張的時候，我就買了3條金魚養在寢室里，學累了就喂喂魚，或者給它們換水。可我總是沒時間照顧它們，沒多久，金魚就死了。”張浩說，金魚死后，他又試著養了3條，可結果依然和第一次一樣。

因為這兩次的失敗，張浩沒有再繼續養魚，不過他一直把養魚的事放在心里，有空的時候便上網查看如何才能把魚兒養得更好。“后來，我才知道魚兒的成長和水質、喂食、水中含氧量有關。那時我便想，如果有一個魚缸能夠自動養魚該多好啊。”張浩說。

剛入大學就挑戰智能水族箱

2014年9月，張浩以優異的成績考上黃淮學院。“進入大學后，我覺得自己高中時的愿望應該能實現了。”張浩說，大一上學期，因為能力有限，他一直為進入創客空間而努力，至于“智能魚缸”，暫時只能處于設想和初步準備階段。

張浩說，隨著現代都市生活節奏的加快，市民很少有時間養魚，經常因忘記換水、喂食、制氧等使魚兒死去，這使他們養魚的信心一次次受到打擊。“現在市民使用的水族箱無論多么昂貴多么先進，依然需要人們站在魚缸旁邊操控，而我想用遙控器控制。”張浩說。

考慮到市場中的水族箱存在較大的弊端，尤其體現在養魚愛好者不在家時不能照料家中的魚的窘況，導致養魚的樂趣受限，即只能限定在特定的時間與地點。

怎樣能換一種方式養魚？張浩一直思考著。“就像QQ虛擬寵物一樣，我們可以通過手機APP進行喂食、換水、制氧等。”張浩說。

借助“物聯網”打造智能水族箱

2015年4月，張浩如愿進入黃淮學院創客空間。能力突飛猛進、思想豐富的他開始了“一展拳腳”。

經過初步的培訓和學習，張浩知道，“物聯網”作為新一代信息技術的重要組成部分，是信息化時代的重要發展階段。伴隨時代的發展，“物聯網”技術逐步走進人們的生活，為人類生活提供更多的便利。

“利用局部網絡或互聯網等通信技術把傳感器、控制器、人和物等通過新的方式聯在一起，形成人與物、物與物相聯，實現信息化、遠程管理控制和智能化的網絡。”張浩說，把這些融入智能水族箱，必將為養魚愛好者提供便利。

張浩說，這款“物聯網智能水族箱”的研發，是充分利用“物聯網”的便利解決實際生活問題，將現實生活中遇到的問題借助新時代的產物加以解決。生活中，普通的魚缸面臨的問題主要有3個方面：水循環、水含氧量、喂食，他所需要做的就是把這3個方面提升為智能化。

說起來容易做起來難。“當時我掌握的知識根本不足以把水族箱智能化，或者說只能實現半智能化。”張浩說，他設想的是在手機上下載安裝一個APP，不管是利用局域網還是互聯網，只要拿出手機，就能通過APP實時了解魚兒和水族箱的環境，并實現遠程控制燈光、過濾水泵、氧氣泵向水族箱供氧氣、喂魚食等。

自學APP開發“魚樂”

利用手機APP實現遠程控制，就必須掌握APP手機移動端的開發，這是問題最關鍵也是最難之處。“智能水族箱的難點有兩個方面，首先是對水族箱上的電路板進行編程控制，以實現實時監測和手機端發出指令后能夠準確無誤地執行，其次就是如何開發設計手機APP。”張浩說，從大一下學期進入創客空間到2015年4月開始著手發明智能水族箱，外形、電路、材料以及部分工作原理基本都順利完成，唯獨編寫程序代碼這項，讓他撓頭。

“我學的是電子科學與技術專業，且大一下學期時我們還沒有開設多少專業課，如果要完成這個項目，我只能靠自學和學長的幫助。”張浩說，智能水族箱的制作是從2015年4月開始的，2015年8月完工，在這4個月的制作時間中，僅手機APP的設計就用了一個月的時間，并且是在暑假期間完成的。

張浩通過查閱大量APP開發相關資料，同時在高年級學長的幫助下，開始一點兒一點兒地學編寫代碼。“從水族箱安裝濾水泵、氧氣泵、燈光裝置，到測試成功，僅用了不到兩個月的時間，并且所有裝置都隱藏在箱蓋下側，既達到了功能效果同時不失美觀，其主控部分則隱藏在水族箱后側。”張浩說，為了隱藏主控板，他嘗試過使用亞克力材料，也嘗試過其他顏色的玻璃。亞克力因為材質原因和玻璃鋼主題結構不吻合，而其他顏色的玻璃在水族箱開燈或光線條件很好的時候對主控板的隱藏不完美。就在一籌莫展的時候，他無意中發現，利用鍍膜玻璃的單側透光，不但能隱藏主控板，還能讓原本不算很大或者外形不算美觀的水族箱在反射面產生不一樣的效果。

2015年7月，水族箱部分基本完工。學期結束后，同學們都準備打包行李踏上回家的路，唯獨張浩還坐在寢室里抱著魚缸拿著手機發呆。

“雖然手機端APP的設計基本完成，可APP的功能和檢測數據到底如何顯示讓我費了很大心思。”張浩說，在同學們離校后的第3天，他想到了自己高中時養魚的小魚缸，為了紀念被自己送走的小金魚，他給APP取名“魚樂”，與“娛樂”二字同音，寓意養魚擁有新的樂趣。他還把當時的小魚缸作為APP的初始頁面。

在后來對手機APP的學習中，張浩還加入了開機音樂等功能。

希望自己的發明有好前景

“我曾對水族箱市場做過調查，不管是知名的還是不知名的，商家吸引客戶的最大亮點只有外形和大同小異的功能。”張浩說，不管是進口的還是國產的，多數水族箱以各自的美觀造型占領市場，而在解決水族箱遠程控制的問題上都未能做到完美。即便是較為高端的水族箱，也只是使用遙控器的方式或是手機藍牙進行控制。這樣的控制方式對于廣大消費者來說屬于一種“雞肋”產品，在家庭使用時遙控器的控制方式略微顯得有些累贅。他的智能水族箱可以利用手機APP實現遠程控制，在周末的晚上即便是外出和朋友狂歡也能對家中的魚兒了如指掌。

“我相信，有越來越多的人注重品質生活的追求與個人愛好的培養，因此對于喜歡養魚的人來說，只要魚缸能夠充分照顧好自己的魚，那么這個魚缸就有價值。所以，我認為智能水族箱或許在將來真的能占有較大的市場。”張浩說。

“目前水族箱的功能可以實現對氧氣、喂食、燈光、水循環的控制，然而我并不滿足。”張浩說，他正在繼續努力，希望通過加裝攝像頭，并在手機APP中添加遠程監控裝置，實現對魚兒的實時監控。他還想添加溫度傳感器和加熱、制冷裝置，對水溫實現實時控制，讓那些生存環境較為苛刻的魚兒更好地生存。在條件成熟之時，他還會為自己的水族箱申請專利。