一種花卉自動澆灌系統(tǒng)的設(shè)計

馬天威 高楊航 李欣儀 陸寧寧

上海電機學(xué)院 上海 201306

我們的生活在不斷的改善，人們也越來越喜愛花卉、樹木等綠色植物。通過養(yǎng)花來裝飾生活已經(jīng)是非常常見的事了。人們忙于各種事情而不能及時地為花卉澆水，或是由于類似我們學(xué)生假期把花放在寢室等處沒辦法處理導(dǎo)致花卉干枯而死。雖然市場上有自動澆灌裝置，但價格較高，并且只不過是定時器澆水，無法根據(jù)花卉的實際情況來澆灌。所以，設(shè)計一種能在無人管理的狀態(tài)下為花卉自動澆灌的系統(tǒng)，具有很好的市場價值和實用性。

一、總體設(shè)計

該系統(tǒng)采用AT89S52單片機為基礎(chǔ)的微控制自動澆灌。系統(tǒng)主要實現(xiàn)的功能是根據(jù)花卉的實際情況來進行自動澆灌。集成電路主要分成澆水電路和手動控制兩個模塊，用液晶模組來顯示實時情況，澆水功能通過控制電磁鐵閥來完成。該設(shè)計包括AT895S52單片機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)可實時對土壤濕度進行檢測匯報，與輸入數(shù)據(jù)對比之后，對植物進行適當?shù)臐菜?。這核心是單片機和濕度傳感和顯示電路以及澆水驅(qū)動電路構(gòu)成的檢測控制部分。主要研究目標--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際檢測到的土壤溫濕度值放大轉(zhuǎn)換成數(shù)字值通過單片機內(nèi)程序計算精確的將溫度，濕度顯示在顯示屏上，同時把數(shù)據(jù)發(fā)給另外一部分程序，通過程序內(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

花卉自動化澆灌系統(tǒng)，通過對土壤濕度的檢測，然后再通過系統(tǒng)程序控制相應(yīng)的電機。將實時濕度值通過電子屏顯示出來，最后通過按鍵調(diào)節(jié)設(shè)定注水量等數(shù)據(jù)。單片機及其電路連接結(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，容易配置。3.簡便輕攜。4.能耗大幅度減少。相比較傳統(tǒng)的來說，整體的能耗主要在其內(nèi)部的水泵和驅(qū)動IC上。液晶原理圖如圖4所示。

圖1 原理圖

圖2 單片機硬件成結(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、端點銜鐵等組成的。當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)原理就會產(chǎn)生電磁效應(yīng)，在電磁力吸引的作用下銜鐵在強吸引力的作用下貼緊線圈，然后帶動銜鐵連接的活動觸點與固定觸點接觸閉合。斷開電源后電磁感應(yīng)消失，銜鐵也就不會被吸附，這樣銜鐵就會被彈簧的彈力退回斷開的狀態(tài)，使活動觸點在原來固定觸點斷開。這樣斷開、閉合，這樣就能達到夠控制電路目的。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

AT8952單片機核心的自動灌溉系以對花卉的實時情況搜集和分析，擁有分析數(shù)據(jù)、顯示和控制處理等多種功能。實用性強，主要能對花盆中的土壤進行自行加水，而且成本較低，操作簡易，可發(fā)展性強，對自動澆灌兼具實用性與推廣性。

圖6 系統(tǒng)的主程序流程圖

[1]吳水平.溫室自動噴灌控制系統(tǒng)設(shè)計與研究［D］.長沙：湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)，2008.

[2]徐江海.單片機實用教程[M].北京:機械工業(yè)出版社,2006.12

[3]馮同普.全自動噴灌系統(tǒng)的軟件開發(fā)［J］.河北水利水電技術(shù)，2002

[4]汪文，陳林.單片機原理及應(yīng)用[M].湖北:華中科技大學(xué)出版社,2007.

[5]王家禎.傳感器與變送器[M].北京：清華大學(xué)出版社，1996

[6]汪文，陳林.單片機原理及應(yīng)用[M].湖北:華中科技大學(xué)出版社,2007.