植物智能管家

楊揚(yáng) 李啟峰

摘 要：本文介紹了一種基于AT89S52單片機(jī)的植物智能管家，其以AT89S52單片機(jī)為主控制器，外加傳感器模塊、顯示模塊、繼電器電路、閾值設(shè)置模塊、報(bào)警模塊、電源模塊等構(gòu)成。

關(guān)鍵詞：植物智能管家;數(shù)據(jù)傳輸;單片機(jī)

隨著現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和人們生活水平的提高，對(duì)精神生活的要求也相應(yīng)的增加，養(yǎng)殖花卉和植物成為很多人生活的一部分。養(yǎng)殖花卉和植物可以填補(bǔ)大家的業(yè)余生活、陶冶情操和精神愉悅，并且植物和花卉可以吸收空氣中的有害氣體，比如甲醛、苯等，異處很多。但由于當(dāng)今時(shí)代的節(jié)奏加快，人們事務(wù)繁多，往往會(huì)忽略生活中的小細(xì)節(jié)，忘記對(duì)養(yǎng)殖花卉和植物的照顧，如澆水、施肥等，結(jié)果導(dǎo)致養(yǎng)殖花卉和植物長(zhǎng)勢(shì)不佳，如掉葉、枯萎，嚴(yán)重的甚至花卉和植物凋亡。那么綜合以上的問(wèn)題，植物智能管家應(yīng)運(yùn)而生，幫助人們解決花卉和植物的管理問(wèn)題。

1 植物智能管家優(yōu)勢(shì)

（1）目前市場(chǎng)上關(guān)于養(yǎng)殖花卉和植物的管理，還沒(méi)有特別成熟的國(guó)內(nèi)產(chǎn)品，大多數(shù)同類產(chǎn)品采用的是虹吸式的澆水方式，也有用滲透方式來(lái)澆水的，本方式缺點(diǎn)是連續(xù)性，不能實(shí)現(xiàn)智能控制。但植物智能管家能根據(jù)植物的實(shí)際需求來(lái)補(bǔ)給水源，可以定時(shí)、定量的補(bǔ)給。

（2）植物智能管家可以通過(guò)傳感器的控制感知環(huán)境溫度、空氣濕度、光照強(qiáng)度等周圍參數(shù)，傳感器采集的數(shù)據(jù)通過(guò)抽樣提取與儲(chǔ)存器預(yù)存的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，做出判斷，根據(jù)具體情況來(lái)操控環(huán)境溫度、空氣濕度、光照強(qiáng)度的增加或減少。

（3）市面上的自動(dòng)澆花同類產(chǎn)品大多產(chǎn)至國(guó)外，因?yàn)樾枰M(jìn)口，所以價(jià)格比較高昂，價(jià)格普通百姓接受不了，應(yīng)用面不是很廣。但植物智能管家由于是自主開(kāi)發(fā)，價(jià)格便宜，比較親民，使用起來(lái)也比較方便，可以循環(huán)利用，便于市場(chǎng)推廣。

2 植物智能管家的硬件研究

植物智能管家的硬件部分包括AT89S52單片機(jī)為主控制器，外加傳感器模塊、顯示模塊、繼電器電路、閾值設(shè)置模塊、報(bào)警模塊、電源模塊等構(gòu)成。

2.1 單片機(jī)主控模塊

植物智能管家是以單片機(jī)為主控模塊，主控模塊采用STC89C52單片機(jī)。STC89C52單片機(jī)具有低電壓、高性能和兼容性好的特點(diǎn)。STC89C52單片機(jī)通過(guò)采集的數(shù)據(jù)來(lái)判斷花卉和植物是否需要供水，當(dāng)濕度小于儲(chǔ)存的數(shù)值時(shí)，需要供水，自動(dòng)灌溉;當(dāng)濕度大于儲(chǔ)存的數(shù)值時(shí)，不需要供水，不用灌溉。同樣溫度和光照強(qiáng)度也進(jìn)行數(shù)據(jù)對(duì)比分析后，增加還是減低溫度，增加還是減低光照強(qiáng)度，主控制器會(huì)做出相應(yīng)的指示。

2.2 傳感器模塊

傳感器模塊采用的是SHT-11傳感器，該傳感器集成了溫度傳感器和濕度傳感器，并能實(shí)現(xiàn)模數(shù)轉(zhuǎn)換、數(shù)字接口、數(shù)據(jù)儲(chǔ)存等功能。SHT-11傳感器具有抗干擾性強(qiáng)的特點(diǎn)，傳感器模塊通過(guò)環(huán)境監(jiān)測(cè)溫度、濕度數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)放大器信號(hào)放大和模數(shù)轉(zhuǎn)換，最終通過(guò)數(shù)字接口電路傳輸?shù)街骺刂颇K。

2.3 液晶顯示模塊

液晶顯示模塊采用LCD1602。LCD液晶顯示器要比數(shù)碼管顯示器功能要強(qiáng)，所以植物智能管家系統(tǒng)選用LCD1602液晶顯示器。LCD1602液晶顯示器具有功耗小、效率高的特點(diǎn)。本系統(tǒng)液晶模塊能實(shí)現(xiàn)溫度、濕度數(shù)據(jù)值和閾值的顯示，液晶模塊顯示共分兩行，上面一行顯示溫度、濕度數(shù)據(jù)值，下面一行是狀態(tài)指示顯示。用按鍵來(lái)設(shè)置控制范圍。

2.4 繼電器

繼電器的主要作用是通過(guò)電源磁鐵線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)，靠電磁力吸引來(lái)實(shí)現(xiàn)電路的接通和斷路，繼電器在電路中起到自動(dòng)開(kāi)關(guān)的作用，植物智能管家主要是應(yīng)用繼電器來(lái)控制電磁閥。

2.5 閾值設(shè)置模塊

閾值設(shè)置模塊是由主控制器單片機(jī)來(lái)控制的，其中電磁閥由開(kāi)關(guān)信號(hào)控制。閾值設(shè)置模塊主要功能是實(shí)現(xiàn)閾值設(shè)置，并通過(guò)三個(gè)按鍵來(lái)實(shí)現(xiàn)控制功能，大大減省了復(fù)雜的程序改動(dòng)過(guò)程。SHT-11傳感器接收的信號(hào)經(jīng)過(guò)信號(hào)放大和模數(shù)轉(zhuǎn)換傳輸給單片機(jī)，再由單片機(jī)程序控制設(shè)定的濕度上下限值，判斷是否執(zhí)行任務(wù)。由繼電器的電磁效應(yīng)達(dá)到開(kāi)關(guān)閉合，來(lái)控制電磁閥工作狀態(tài)。

2.6 報(bào)警模塊

當(dāng)超過(guò)閥值時(shí)，也就是溫度或濕度超過(guò)設(shè)定數(shù)值時(shí)，報(bào)警信號(hào)燈閃爍報(bào)警，同時(shí)相應(yīng)的繼電器吸合，繼電器可以驅(qū)動(dòng)打開(kāi)或切斷通風(fēng)機(jī)、抽濕機(jī)、加熱器、制冷器、加濕器、報(bào)警器等外部設(shè)備。

2.7 電源模塊

電源模塊采用三端集成穩(wěn)壓器LM7812，其輸出為+5V的直流電壓，因單片機(jī)工作電壓為+5V，可為單片機(jī)供電。

參考文獻(xiàn)：

[1]殷斌.基于單片機(jī)的控制系統(tǒng)的研究[J].機(jī)電工程，2015（6）.

[2]陳旦花.單片機(jī)最小系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J].無(wú)線互聯(lián)科技，2012（10）.

[3]張俊謨.單片機(jī)的發(fā)展與應(yīng)用[J].電子制作，2007（8）.

作者簡(jiǎn)介：楊揚(yáng)（1981-），女，碩士，教師，研究方向：電子通信類;李啟峰，男，學(xué)生，研究方向：電子控制類。