馬天威 高楊航 李欣儀 陸寧寧

上海電機(jī)學(xué)院 上海 201306

我們的生活在不斷的改善，人們也越來(lái)越喜愛(ài)花卉、樹(shù)木等綠色植物。通過(guò)養(yǎng)花來(lái)裝飾生活已經(jīng)是非常常見(jiàn)的事了。人們忙于各種事情而不能及時(shí)地為花卉澆水，或是由于類似我們學(xué)生假期把花放在寢室等處沒(méi)辦法處理導(dǎo)致花卉干枯而死。雖然市場(chǎng)上有自動(dòng)澆灌裝置，但價(jià)格較高，并且只不過(guò)是定時(shí)器澆水，無(wú)法根據(jù)花卉的實(shí)際情況來(lái)澆灌。所以，設(shè)計(jì)一種能在無(wú)人管理的狀態(tài)下為花卉自動(dòng)澆灌的系統(tǒng)，具有很好的市場(chǎng)價(jià)值和實(shí)用性。

一、總體設(shè)計(jì)

該系統(tǒng)采用AT89S52單片機(jī)為基礎(chǔ)的微控制自動(dòng)澆灌。系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)的功能是根據(jù)花卉的實(shí)際情況來(lái)進(jìn)行自動(dòng)澆灌。集成電路主要分成澆水電路和手動(dòng)控制兩個(gè)模塊，用液晶模組來(lái)顯示實(shí)時(shí)情況，澆水功能通過(guò)控制電磁鐵閥來(lái)完成。該設(shè)計(jì)包括AT895S52單片機(jī)及基本的外電路模塊、顯示器電路模塊、按鍵控制電路模塊、澆水電路模塊、電源電路模塊等部分組成。

本系統(tǒng)可實(shí)時(shí)對(duì)土壤濕度進(jìn)行檢測(cè)匯報(bào)，與輸入數(shù)據(jù)對(duì)比之后，對(duì)植物進(jìn)行適當(dāng)?shù)臐菜＿@核心是單片機(jī)和濕度傳感和顯示電路以及澆水驅(qū)動(dòng)電路構(gòu)成的檢測(cè)控制部分。主要研究目標(biāo)--土壤濕度與澆水量之間的關(guān)系、澆灌控制技術(shù)和設(shè)備系統(tǒng)的硬件、軟件編程每部分土壤溫濕度采集于顯示電路可以把實(shí)際檢測(cè)到的土壤溫濕度值放大轉(zhuǎn)換成數(shù)字值通過(guò)單片機(jī)內(nèi)程序計(jì)算精確的將溫度，濕度顯示在顯示屏上，同時(shí)把數(shù)據(jù)發(fā)給另外一部分程序，通過(guò)程序內(nèi)的電磁閉合程序判斷需不需要給盆栽灌溉。原理圖如圖1所示。

二、系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)

花卉自動(dòng)化澆灌系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)土壤濕度的檢測(cè)，然后再通過(guò)系統(tǒng)程序控制相應(yīng)的電機(jī)。將實(shí)時(shí)濕度值通過(guò)電子屏顯示出來(lái)，最后通過(guò)按鍵調(diào)節(jié)設(shè)定注水量等數(shù)據(jù)。單片機(jī)及其電路連接結(jié)構(gòu)如圖2所示。

（一）硬件部分

1、5V 小水泵

立體水泵尺寸如圖3所示

2、1602液晶

用LBC顯示器在單片機(jī)系統(tǒng)中作為輸出器件的原因是：1.顯示更清晰。2.接口常見(jiàn)，容易配置。3.簡(jiǎn)便輕攜。4.能耗大幅度減少。相比較傳統(tǒng)的來(lái)說(shuō)，整體的能耗主要在其內(nèi)部的水泵和驅(qū)動(dòng)IC上。液晶原理圖如圖4所示。

圖1 原理圖

圖2 單片機(jī)硬件成結(jié)構(gòu)

圖3 立體水泵尺寸

圖4 液晶原理圖

3、繼電器

電磁繼電器一般由鐵芯、匝圈、觸點(diǎn)、端點(diǎn)銜鐵等組成的。當(dāng)在線圈的兩端加上電壓，線圈中產(chǎn)生電流，根據(jù)電磁感應(yīng)原理就會(huì)產(chǎn)生電磁效應(yīng)，在電磁力吸引的作用下銜鐵在強(qiáng)吸引力的作用下貼緊線圈，然后帶動(dòng)銜鐵連接的活動(dòng)觸點(diǎn)與固定觸點(diǎn)接觸閉合。斷開(kāi)電源后電磁感應(yīng)消失，銜鐵也就不會(huì)被吸附，這樣銜鐵就會(huì)被彈簧的彈力退回?cái)嚅_(kāi)的狀態(tài)，使活動(dòng)觸點(diǎn)在原來(lái)固定觸點(diǎn)斷開(kāi)。這樣斷開(kāi)、閉合，這樣就能達(dá)到夠控制電路目的。原理圖如圖5所示。

圖5 繼電器原理圖

（二）軟件部分

下圖為微處理器控制程序的編制和原理圖。

系統(tǒng)的主程序流程圖如圖6所示

三、結(jié)語(yǔ)

AT8952單片機(jī)核心的自動(dòng)灌溉系以對(duì)花卉的實(shí)時(shí)情況搜集和分析，擁有分析數(shù)據(jù)、顯示和控制處理等多種功能。實(shí)用性強(qiáng)，主要能對(duì)花盆中的土壤進(jìn)行自行加水，而且成本較低，操作簡(jiǎn)易，可發(fā)展性強(qiáng)，對(duì)自動(dòng)澆灌兼具實(shí)用性與推廣性。

圖6 系統(tǒng)的主程序流程圖

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