一、緒論
隨著現在生活水平的不斷提高, 越來越多的人, 喜歡在家中或者辦公室養殖一些花卉?；ɑ懿坏梢悦阑覂拳h境, 而且能夠凈化室內空氣, 使人們在工作或生活中心情更加舒暢。養殖花卉最重要的是定期、定量的澆水, 但是越來越多的人由于生活中事務繁多, 時間緊迫。經常會忽略掉給花卉澆水。導致花卉澆水不規律, 或者是長時間的不澆水, 會導致花卉的枯竭。大多數花卉枯竭或者死亡是由于養殖者不能及時的澆水導致的。有些花卉對生長環境的要求很高, 養殖者過量的澆水會導致花卉根部腐爛, 影響花卉的正常生長。人為的過度澆水, 目前市場上也有各式各樣的澆花設備, 大多數設備價格昂貴, 又不夠智能。不能很好的解決這一問題, 滿足不了人們的生活需求。為了解決能夠給花卉自動澆水這一問題, 我們設計了自動澆水系統, 該系統采用單片機為核心芯片。通過內部的傳感器感知土壤濕度、光照強度、溫度并傳達單片機, 通過單片機進行花卉是否缺水的判斷最終傳達給電磁閥門, 從而達到自動澆水的目的。不僅節約用水, 而且容易操控, 從而滿足人們需求。
二、系統的總體設計
智能花卉澆水系統是利用單片機為核心芯片來實現的。該系統采用AT89S52型單片機。AT89S52是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器, 具有8K在系統可編程Flash存儲器。使用Atmel公司高密度非易失性存儲器技術制造, 與工業80C51產品指令和引腳完全兼容。片上Flash允許程序存儲器在系統可編程, 亦適于常規編程器[1]。該單片機芯片中擁有靈活的8位CPU和在系統可編程Flash, 從而使AT89S52為眾多嵌入式控制應用系統提供高性能、高靈活, 能夠十分有效的解決問題。
智能花卉澆水系統的溫濕度檢測電路則是利用培養土壤中的溫濕度傳感器采集信息, 然后經過A/D轉換器進行下一步數據處理, 將傳輸到單片機內部進行數據處理之后再將信息轉變為數字信號發送到LCD顯示屏中顯示出來, 以這樣的方式養殖者便可以輕松的對花卉養殖的土壤溫濕度變化進行檢測, 養殖者也可以自定義溫濕度的范圍, 可以自由控制。智能花卉澆水系統的硬件電路主要由單片機系統電路、電源的電路、溫濕度傳感器電路、LCD顯示屏電路和控制按鍵的電路等電路構成。智能花卉澆水系統的軟件程序選用C語言編程。該系統不僅靈活可靠, 操作簡單, 而且制作成本相對比較低, 該系統在花卉澆水中的應用廣泛。大大改善了養殖花卉者的澆水問題。
三、系統的硬件設計
該系統采用AT89S52型號單片機。采用12MHz高精度的晶振, 從而獲取較穩定的時鐘頻率, 減小測量產生的誤差。單片機連接LCD顯示屏按鍵電路, 結合相對應的輔助電路, 通過程序控制電磁閥來實現智能控制澆水[2]。主要是通過單片機采集土壤溫濕度的信息, 并由程序計算判斷該花卉是否需要澆水。
在軟件設計時, 根據不同花卉的需水量, 將其適宜生長的土壤溫濕度范圍區間寫入到程序中, 由程序自行計算判斷。在單片機控制系統中可以通過鍵盤輸入數據或命令。鍵盤是由一組常開的按鍵組成, 每個按鍵都代表一個代碼, 稱之為鍵碼。鍵碼分為編碼鍵盤和非編碼鍵盤。編碼鍵盤是通過一個編碼電路識別閉合鍵的鍵碼, 非編碼鍵盤是通過軟件來識別鍵碼。由于非編碼鍵盤的硬件電路簡單, 養殖者可以方便的改變鍵的數量, 因此在單片機系統中得到廣泛的應用。實現監測智能化、自動化。
四、系統的功能設計與實現
智能花卉澆水系統是以單片機為核心來實現的, 該系統利用土壤溫濕度傳感器采集到花卉土壤的信息。在花卉生長過程中, 傳感器檢測到花卉缺水時, 單片機控制的電磁閥門會自動打開。開始給花卉澆水, 當水量達到一定的量, 水泵自動停止澆水。LCD顯示屏會穩定的顯示環境溫度、濕度和養殖者自定義設置的溫度、濕度。智能花卉澆水系統是通過單機片程序來控制給花卉澆水的量, 而且同溫濕度采集電路送入單機片的培養土壤溫濕度值進行比較, 當傳感器監測到溫濕度低于標準狀況的時候, 單片機則會輸入一個信號, 啟動水泵進行澆水, 當水量達到花卉生長所需標準的時候, 單片機就會再次輸出一個信號, 關閉水泵停止澆水。由于不同的花卉在生長時期對水分的需求不一樣, 澆花時應適時適量, 按需澆花[3]。因此, 智能花卉澆水系統采用模糊控制的方式達到精確澆水目的。
五、總結
本次設計以單片機為核心芯片, 以電子類的自動澆花器的工作原理為參考, 自動化程度高, 運行速度快且精準。從而解決人們生活中花卉忘記澆水的這一問題。通過本次設計再次熟悉和了解到一些元器件的功能和屬性。能夠將所學用于實際生活中去, 也是對自己的一種提高, 一種鍛煉。生活中就要不斷地創新, 不斷地完善自我。
摘要：隨著人們生活水平的不斷提高, 生活節奏也越來越快。人們經常忽視辦公室或者家居的花卉, 忘記澆水。本文設計了一種基于單片機的智能澆水系統。目的是解決養殖花卉的人忘記澆水的問題。本系統以單片機AT89S52為控制芯片, 能夠按時按量的給花卉自動噴水, 用傳感器來識別各項指標。如果傳感器檢測到花卉土壤的溫度、濕度都達不到正常標準, 系統就會自動開啟給花卉澆水, 直到溫度、濕度達標。該系統能夠及時監測花卉的生長狀況, 能夠按時按量的澆水。不僅可以節約水資源, 而且能夠讓花卉更好的生長。
關鍵詞：單片機,傳感器,澆水系統
參考文獻
[1] 李建中.單片機原理及應用[M].西安電子科技大學出版社, 2010.
[2] 王俊峰, 孟令啟.現代傳感器應用技術[M].北京:機械工業出版社, 2007.
[3] 王興, 孔強強.基于單片機的拉線式位移傳感器的設計[J].現代科學儀器, 2012 (5) :70-73.