基于单片机控制的盆栽植物生长过程土壤水分测控系统

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1、基于单片机控制的盆栽植物生长过程土壤水分测控系统：盆栽植物越来越受到城市居民的喜爱，由于现在城市的生活节奏紧张，人们经常由于工作忙碌而忽略了养殖的盆栽植物，经常忘记给盆栽植物浇水而使植物枯死，或者由于一次浇水过多而使一些喜干的植物涝死，本文提供一种基于土壤湿度自动控制盆栽植物生长过程土壤水分测控系统，使土壤湿度控制在有利于植物生长的湿度范围内，有效避免了因过涝或过干而给植物造成的影响，确保植物能够正常生长、开花、结果。　　关键词；土壤湿度；单片机控制；电磁阀滴灌；盆栽植物　　　　0引言　　目前，盆栽植物越来越受到城市居民的喜爱，为了克服传统的人工给盆栽植物

2、浇水带来的局限性，本文所介绍的盆栽植物生长过程土壤水分测控系统基于单片机控制，再配合土壤湿度检测电路设备探测盆栽植物所在的土壤环境，电磁阀门和可以根据不同植物进行多种灌溉方式的灌头，既克服了传统的人工浇水的不定时性和不准确性，又避免了以往水分控制系统的不准确性而造成的过涝等，因此采用土壤湿度监测模块，单片机控制模块，电磁阀门灌水模块所构成的盆栽植物土壤水分测控系统以降低设备投入，同时也不用自己去专门维护、检修，是比较理想的选择。　　1系统方案设计　　系统总体设计方案主要由土壤湿度检测模块、单片机采集控制及输出电路模块、电磁阀及滴灌设备模块等几部分组成。系统

3、构成如图1所示。　　　　图1系统组成框图　　　　整个系统的工作原理为：土壤湿度检测模块来完成对盆栽植物土壤湿度的采集；单片机采集控制系统将采集到的土壤湿度数据与设定的土壤湿度数据进行比较，进行实时灌水，达到设定值时停止灌水；电磁阀及滴灌设备用来实现根据单片机经过分析数据后，实现灌水或者停止灌水；进而使土壤湿度处在适宜农作物生长需求的最佳状态。　　2系统硬件电路设计　　由A/D转换电路、STC89C52单片机和相应的振荡、复位电路、继电器控制电路组成单片机采集控制及信号输出模块是整个测控系统的核心。通过采集土壤湿度检测模块传递的实时土壤湿度信号，与设定的土壤

4、湿度数据进行对比，然后输出信号使继电器控制电路控制电磁阀门的开关，从而进行对盆栽植物的实时灌水。　　2.1土壤湿度检测模块　　土壤湿度检测模块由湿度探头和信号放大电路组成。　　土壤湿度检测模块的工作原理：为当土壤湿度传感器插入土壤时，由于土壤含水量的不同，使得土壤湿度传感器的电阻值也随之变化，这个电阻器成为晶体管VT1的基极偏流电阻器。偏流电阻值的不同，使VT1的基极电流也不同，从而改变了VT1的集电极电流，也改变了发射极上的电流，这一电流流过电阻器R2时，在该电阻器上形成的电压，再经电阻器R5和R8分压以后加至运算放大器LM358的③脚(同相信号输入端)

5、，经放大以后从LM358的①脚输出，并由VD3将输出电压限定在5V之内。　　2.2单片机采集控制及信号输出电路模块　　单片机采集控制及信号输出电路模块由A/D转换器ADC0832、STC89C52、继电器驱动电路组成。　　　　图2A/D转换器电路图　　　　在单片机采集控制及信号输出电路中，土壤湿度检测电路输出端与A/D转换器的2脚和3脚相连，如图2所示。A/D转换器的1脚，5脚，6脚，7脚与单片机的P3口的P34,P37,P36,P35相连，完成相应的数字量转换。输出时，单片机P1口与驱动电路中的ULN2003AN的输入端相连，ULN2003AN的输出端与

6、继电器相连，完成输出。　　2.3电磁阀滴灌模块　　电磁阀采用常闭电磁阀，其压力范围0～0.8Mpa，电压范围0～24V。该电磁阀的原理是通电时，电磁线圈产生电磁力把关闭件从阀座上提起，阀门打开；断电时，电磁力消失，弹簧把关闭件压在阀座上，阀门关闭。　　3系统软件设计　　盆栽植物生长过程土壤水分测控系统程序设计是基于盆栽植物土壤水分的变化。单片机采集到土壤湿度信号数据后，与事先设定的值进行比较，以决定是否加湿。本盆栽植物生长过程土壤水分测控系统采用滴灌加湿的方法。为了避免滴灌过量的情况发生，在滴灌后的一段时间内，只检测湿度，而不对土壤湿度信号进行处理。　　4

7、结论　　随着单片机技术在农业园艺上业务的不断拓展，采用土壤湿度监测模块，单片机控制模块，电磁阀门灌水模块所构成的盆栽植物土壤水分测控系统以降低设备投入，同时也不用自己去专门维护、检修，既克服了传统的人工浇水的不定时性和不准确性，又避免了以往水分控制系统的不准确性而造成的过涝等是比较理想的选择。