基于AT89C52智能花盆控制系統(tǒng)研究

紀(jì)秀 吳聯(lián)梓 司遠(yuǎn) 王偉 殷曉飛

摘 要：本文所研究的盆花自動(dòng)澆水系統(tǒng)包括土壤溫濕度的檢測(cè)與控制和光強(qiáng)度的檢測(cè)以及水位報(bào)警三大部分。由AT89C52單片機(jī)作為控制核心，實(shí)現(xiàn)盆花等綠植的環(huán)境溫度、光照度、土壤濕度監(jiān)測(cè)，以及自動(dòng)澆水和旋轉(zhuǎn)角度，保證盆花的日照均勻度和及時(shí)為花兒補(bǔ)充水分，并能根據(jù)花兒的種類自動(dòng)調(diào)整受水量，以及實(shí)現(xiàn)花兒的健康狀態(tài)評(píng)價(jià)，保證盆花生活在智能、安全和舒適的環(huán)境。

關(guān)鍵詞：AT89C52；水量控制；光照強(qiáng)度；檢測(cè)

0 引言

當(dāng)今社會(huì)發(fā)展迅速，人們也越發(fā)追求生活的質(zhì)量。盆景養(yǎng)護(hù)作為當(dāng)今生活中廣為人們所喜愛(ài)的娛樂(lè)，不僅是因其能啟到修身養(yǎng)性的作用，豐富生活，更重要的是盆景能夠利用光合作用凈化空氣，吸收人們排出的廢氣和一些有害氣體。然而生活的快節(jié)奏也為人們帶來(lái)了煩惱，如工作、旅游、照顧家庭等原因，使原本珍愛(ài)的盆景枯萎凋零，對(duì)此，設(shè)計(jì)出一種盆花自動(dòng)澆水系統(tǒng)，該系統(tǒng)即可對(duì)土壤溫濕度以及光照強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè)，還可自動(dòng)澆水，使人們忙碌時(shí)也不會(huì)使盆景枯竭。

1 總體方案

本設(shè)計(jì)是通過(guò)設(shè)計(jì)出有控制自動(dòng)澆水語(yǔ)言的單片機(jī)，以達(dá)到室內(nèi)盆花自動(dòng)澆水的目的。該盆花澆水自動(dòng)化系統(tǒng)能夠?qū)ε杈吧钜兀òㄍ寥罍貪穸?、光照?qiáng)度）進(jìn)行檢測(cè)，并對(duì)其進(jìn)行適量、適時(shí)的澆水。該系統(tǒng)的主要構(gòu)造有單片機(jī)、光強(qiáng)度以及溫濕度的傳感器、由澆水驅(qū)動(dòng)電路構(gòu)成的檢測(cè)控制部分。本次設(shè)計(jì)主要是對(duì)澆灌控制技術(shù)、系統(tǒng)的軟硬件情況以及土壤濕度與澆水量的關(guān)系進(jìn)行研究。其中，AT89C52單片機(jī)作為檢測(cè)部分所選用的單片機(jī)，溫濕度傳感器選用DHT11溫濕度傳感器，土壤溫濕度傳感器和光傳感器可將檢測(cè)到的土壤溫濕度模擬量和光強(qiáng)度模擬量放大轉(zhuǎn)換成數(shù)字量通過(guò)單片機(jī)內(nèi)程序控制精確的將溫度、濕度、光強(qiáng)度分別顯示在LCD顯示屏上，同時(shí)在判斷盆花是否澆水可通過(guò)單片機(jī)內(nèi)部的中斷服務(wù)程序進(jìn)行分辨，當(dāng)需要澆水時(shí)，單片機(jī)系統(tǒng)會(huì)發(fā)出澆水信號(hào)，同時(shí)會(huì)通過(guò)放大驅(qū)動(dòng)設(shè)備使電磁閥開(kāi)啟，進(jìn)而進(jìn)行澆水，反之，則進(jìn)入下一次循環(huán)。并判斷花是否需要旋轉(zhuǎn)。蓄水箱水位報(bào)警部分采用純硬件控制。

2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

2.1 控制系統(tǒng)確定

本設(shè)計(jì)選用AT89C51單片機(jī)。該單片機(jī)是一款8位單片機(jī)，具有I/0接口更豐富、處理速度更快、性價(jià)比高等特點(diǎn)。它的易用性和多功能性受到了廣大使用者的好評(píng)。其強(qiáng)大的功能、較低的功耗等功能均符合本次設(shè)計(jì)的要求。

2.2 傳感器的選用

（1）溫濕度傳感器所采用的DHT11數(shù)字溫濕度傳感器是一款溫濕度復(fù)合傳感器，其含有已校準(zhǔn)的數(shù)字信號(hào)輸出，其特點(diǎn)在于通過(guò)應(yīng)用專有的溫濕度傳感技術(shù)以及數(shù)字模塊采集技術(shù)，使產(chǎn)品確保擁有很好的長(zhǎng)期穩(wěn)定性和極高的可靠性。同時(shí)，傳感器的主要組成包括電阻式感濕元件、NTC測(cè)溫元件，連接于一個(gè)高性能的8位單片機(jī)，因此該產(chǎn)品還具有響應(yīng)迅速、性價(jià)比高、品質(zhì)極佳、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。DHT11數(shù)字溫濕度傳感的校準(zhǔn)均是在極精準(zhǔn)的校驗(yàn)室中進(jìn)行，校準(zhǔn)系數(shù)會(huì)在傳感器內(nèi)部進(jìn)行檢測(cè)型號(hào)的處理時(shí)被調(diào)用，因而以程序的形式存放在OTP內(nèi)存中。

DHT11數(shù)據(jù)輸出端連接單片機(jī)P2^7管口，用于接收數(shù)據(jù)；液晶顯示器rs端接單片機(jī)P2^7管口，wr端接單片機(jī)P2^1管口，使能端en接單片機(jī)P2^2管口，單片機(jī)接收到的數(shù)據(jù)會(huì)通過(guò)1602顯示器顯示出來(lái)，表達(dá)直觀。

3 結(jié)束語(yǔ)

本次設(shè)計(jì)的盆花自動(dòng)澆水系統(tǒng)以電子類的自動(dòng)澆花器的工作原理為參考，運(yùn)用現(xiàn)代傳感器技術(shù)及單片機(jī)控制技術(shù)構(gòu)成一個(gè)土壤溫濕度，光照強(qiáng)度采集與控制系統(tǒng)。再用數(shù)字電路控制自動(dòng)給水系統(tǒng)。整個(gè)盆花自動(dòng)澆水系統(tǒng)包括土壤溫濕度的檢測(cè)和顯示、光照強(qiáng)度的檢測(cè)與顯示水位報(bào)警三個(gè)部分。

通過(guò)本次設(shè)計(jì)，讓我進(jìn)一步了解了微電腦控制的智能系統(tǒng)。也使我真正接觸到了檢測(cè)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，雖然是一個(gè)人們?nèi)粘Ｉ钪械男∠到y(tǒng)，但也讓我明白了很多設(shè)計(jì)上應(yīng)該注意的問(wèn)題。比如實(shí)用性、經(jīng)濟(jì)性以及安裝條件等。

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作者簡(jiǎn)介：紀(jì)秀（1981—），男，吉林磐石人，實(shí)驗(yàn)師，研究方向：嵌入式系統(tǒng)與人工智能。