基于单片机智能花卉浇水系统的设计
摘要：自改革开放以来，祖国逐渐进入了信息高速发展的时代，我们中国家庭对环境的要求也比以前高了很多，很多人喜欢在家养一些花草植物，花花草草之类的，在家里养花养草的益处不仅可以净化环境，还可以增加自己生活中的乐趣，经过养殖出来的植物或者这些花草，它们每天会进行光合作用从而产出大量的氧气，并且能吸收空气中的二氧化碳，有净化空气的效果，并且它们还可以吸收很多装修的时候所残留的一些有害物质，比如像什么甲醛之类的，正是因为这些植物有这么多优点，所以喜欢养它的人数也是与日俱增。我所写的这一篇文章，主要是针对在调控湿度和温度的情况下，来做一个智能花卉浇水系统。这个主要是以型号为STC89C51的单片机为控制的芯片，并且在它浇水之前会有一个蜂鸣器发出风鸣声来进行报警，在报警之后才会给它浇水，每天会有供水量，并且也是有一个限度的，如果超过了这个限度，它便不会再给他进行供水，而这个供水时间也不是每时每刻都可以给他供水，它是根据内部的电磁阀在什么时候开启，或者说什么时候闭合来决定要不要对它进行供水，在供水的时候，水泵会运转，其他部分的会停止工作，这样子就不存在没有及时补水的问题。我们会根据这个温度不同，还有湿度不同来对这个水量进行严格的把关，其中用到的SLHT5-1土壤湿度温度传感器，如果达到了相应的温度湿度，会关机，并且停止给它浇水，这样不仅花卉能够按时按量的得到应有的水分，还能为节约部分水资源做一个杰出的贡献，这样子的情况下，更利于我们植物的茁壮成长
关键词:单片机;自动浇花系统;传感器;
Design of intelligent flower watering system based on single chip microcomputer
Abstract：Since the reform and opening up, the motherland has gradually entered the era of rapid development of information.Our Chinese families have higher and higher requirements on the environment. Many people like to raise some plants at home, such as flowers and plants.The advantage that raises a flower to raise grass in the home can edify sentiment not only, still can enrich oneself spare time life.Cultured plants, or these plants, perform photosynthesis every day to produce oxygen.Flowers and plants can absorb carbon dioxide, have the effect of purify air, and they still can absorb a lot of a few harmful substances that remain when decorating, resemble what formaldehyde and so on for instance.Just because these plants have so many advantages, the number of people who like to keep them is increasing day by day.I wrote this report, mainly for the control of humidity and temperature, to do a smart flower watering system.This system is mainly based on the microcontroller STC89C51 as the control chip, and it will have a buzzer before watering the wind alarm.Water it only after calling the police. There is a daily supply of water, and there is a limit.If this limit is exceeded, it will no longer supply water to him, and the water supply time is not every moment can give him water, it is based on the internal solenoid valve when open.Or when to close it to decide whether or not to water it.In the water supply, the pump will be running, the other parts will stop working, so there is no problem of not replenishing the water in time.We will strictly control the amount of water according to the temperature and humidity.Slht5-1 soil moisture temperature sensor is mainly used.If the temperature and humidity are reached, it will shut down and stop watering.In this way, flowers can not only get the due moisture on time and in quantity, but also make an outstanding contribution to saving part of water resources. In this case, it is more conducive to the healthy growth of our plants.
Key words: single chip computer; intelligent watering system; sensor
目录
一、绪论 2
1.1 选题目的及意义 2
1.2 国内市场发展现状 3
1.3 研究方法和手段 4
1.4 植物的一般生长习性 5
1.5 单片机介绍 5
二、基于单片机的智能浇花系统 5
2.1 系统的总体设计 5
2.2 系统组成部分 6
2.3 系统工作原理 6
三、系统硬件设计 7
3.1 STC89C51型单片机 7
3.2土壤湿度检测电路 8
3.3 ADC0832功能特点及引脚 9
3.3继电器 10
3.4键盘及液晶显示电路 11
3.5水泵调节 12
3.6报警电路和系统 13
3.7单片机最小系统 14
3.7.1晶振电路设计 14
3.7.2复位电路 14
四 系统软件设计 14
4.1系统程序图 14
4.2LCD1602显示程序 15
4.3按键程序 16
4.4 ADC0832芯片接口程序 17
五、仿真设计与硬件调试 18
5.1仿真设计 18
5.2硬件调试 19
六、总结 21
致谢 22
参考文献 23
一、绪论
实际上国内国外像这种机控智能浇花系统实际上都在现实都得到了运用，大部分的机控智能供水灌溉系统采取虹吸的方法，这种方法补水的形式是连续不间断利用渗透的过程实现浇水的。然而这样的办法只可以保障花不会因为缺水而感到干枯，这样的浇水方式不是根据花实际需要多少来给它供水的。而还有一小部分的智能浇水的系统，能够在一定的时间内给花浇水，及时前后这两种方法基本上差不多，并不是依照花期实际需要多少水来进行补水的。并且还有一小部分的机控智能浇水系统，他们主要使用单片机控制，根据温度湿度传感器来得到温度、湿度到底是多少，然后再根据之前设定的值来进行自由的补水，给花浇水，但是这样的方式有一种缺点，就是需要水龙头，才能够使用。而通常情况下，家里种花种草，都大部分放在阳台或其他地方，但是阳台这个地方基本上不会用到水龙头，所以这样的灌溉系统用用起来不太方便。这篇文章的设计是依据单片机智能浇水系统能够在实际生活中得到运用，也就是阳台上能够使用，并且它能够做到在固定的时间内，给花浇固定的水，这是十分简便而高效的。
1.1 选题目的及意义
自从人们的生活质量不断地加强，中国人民的生活也在逐渐在进步，开始奔向小康很多城乡的居民，人们为了使环境变得更好，空气变得更加清新，他们都青睐与在自己家中养殖一些盆栽花草，然而随着现在年轻人的生活节拍快速发展，他们每天有着做不完的事情，经常会不在家中，这时植物的浇水通常会面临一个很严重的考验，比如主人出差半个月，那植物的浇水过程会中断而导致缺水枯萎，花草生存问题，80％是因为干枯枯萎，逐渐凋零。或者由于人为的大量浇水而导致植物花草的根和茎泡水而腐烂，因为大部分植物对于湿度的控制要求比较高，人为的过度浇水或者不浇水都会影响到花卉植物的发育。
随着生活水平越来越高，生活质量也越来越好，很多居民为了能够使环境愈加的好，空气更加清新，喜欢在家里的养殖一些花花草草。但是由于现代生活的高节奏，人们日常的事情也越来越多。作为植物，它们必须要经常得到浇灌，不能够离开水。由于事情多，很多人有时候就会忘记定期给花浇水，那在这种情况下植物就很难得到适时的水量。当人们工作或者外出不在家的时候，植物就可能会缺少供水，甚至面临干枯死亡。81％以上植物生长的问题是由于植物浇灌的原因引发的。养了很久的花，因为它们缺乏浇水。或者浇水不足而长得不太好，或者更严重的是，因为缺水而死亡。有些花会对温度和湿度要有很高的要求。如果浇水太多，那些植物的根部会出现腐烂的情况，植物也就不能够得到正常的生长。
尽管市面上也有很多浇花的设备，但是价格却太贵，并且性价比又极低，所以大家并没有购买。这些装置大部分只是规定好统一的浇水时间但是很难做到给这些不同种类的植物进行分类浇水，而且报警也不能及时报。为了解决实效性，解决不会过多，或者过少浇水的这个问题，还有解决它能不能及时报警的问题。我设计的这个智能花卉浇水系统，可以通过传感器来了解到土壤中的温湿度以及关照强度来传输给单片机，再由单片机内部程序判断这个植物是否需要浇水并且传输给电磁水阀，最后做出适当的处理。
1.2 国内市场发展现状
在最近这些年国内国外有很多机控智能浇水的应用，大多数都是以微喷或者微观为主，微分主要组成部分是由微喷带组成的，它工作的原理是给到一定的水压之后，微风大，他会通过排水洞在空气阻力以及重力的共同作用下，可以产生类似细雨一样的喷涂效果，当然，也可以直接，在喷水的出水口打上很多小洞，然后孔径大概是0.1到0.2毫米圆的小洞，这样子也能实现如此灌溉效果。
使用微灌技术的优点，就是能够比较方便地把水给到每一个植物的土壤。能够适当的保持水压很低的状况，能够让作物生长的比较好。然而这种微灌系统通常需要比较高的资金投入，价格上它高出地面灌溉，而且它会有一些缺点，比方说出水口比较小，容易发生堵塞，也就会不满足要求。
国外在多年之前已经开始普及电子机控智能设备，而国内在这方面的技术还不成熟，从而导致国内使用的控智能浇花系统绝大部分只能从外国进口。虽然进口的价格很高昂，但是进口设备的质量很好。不过这些先进的设备不太合适与国内使用。目前全球盛行的玻璃机智能能浇花，大多数采用了由中国山西中国浙江地区进行加工生产的浇灌设备,因为价格相对低廉，所以吸引了大部分人购买，灌溉效果相比于电子机控智能浇花来说还是差距较大的。我们常说种花比浇花简单，所以这让很多商家注意到了这方面的市场。目前生产此类机器设备的主要分布在浙江、广州和上海等重要地区。如今市场上主要有以下几类机控智能浇花设备：
陶瓷类机控智能浇花器、陶瓷和玻璃类机控智能浇水器玻璃又可以称为机控智能渗水装置，它自身的结构是主要的组成部分来决定的。主要根据材料的物理渗水原理来进行机控智能浇灌在自动控制智能型浇水器的内部，有水的情况下，他自己能形成适当的压力。在遇到土壤比较干的情况下，它的水就会从上面往下面流出来，然后浸湿土壤，之后就会有堵塞的压力，然后就会使水流动的速度变慢，甚至停止。事实上，因为制作的工艺不一样，它产生的效果也会不一样。与此同时土壤的疏松情况，也会对器具里面滴水流的速度快慢产生一定的影响。他们的应用从工业等方面向其他方面扩展，并且开始和人们的平常的生活有很大的关联。而且人们也越来越接受智能家居这个想法。可以看出来，用微电脑来控制的智能花卉浇水系统会有很光明的发展。
1.3 研究方法和手段
这篇设计主要是设计在单片机的控制下针对智能花卉浇水的系统，所有的节点都是根据性能的不同点进行分类，可以分为以下三个类别：一是控制器节点、二是传感器节点，三是协调器节点。值得注意的是，调节器的节点在每一个网络中都只有一个，而且这个节点是整个网络内部的中心，它不仅能接受到传感器的节点输送出的数据，并且对数据辨认后进行智能判别，再把命令传送到控制器的节点，还能存放将所有的控制策略存放。然后这些不同的分灌区的灌溉作业，都是由相对应的节点来控制，这个控制器的节点直接连接了水泵、阀门等设备，当控制器的节点收到了发送浇水的指令后就会执行任务。将检测到的土壤中的温度和湿度进行转换成为数字量，再通过单片机设定好的程序将温度和湿度显示到LED显示屏中，我们会通过单片机里面的程序知道是否需要浇水，如果需要则单片机发出信号开机电磁阀放水，如果不需要进行加水就进行下一次循环。
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