基于单片机的智能浇花系统设计与实现.pdf

《基于单片机的智能浇花系统设计与实现.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第22卷第6期长春大学学报Vol．22No．62012年6月JOURNALOFCHANGCHUNUNIVERSITYJune2012基于单片机的智能浇花系统设计与实现12赵丽，张春林(1．长春职业技术学院，长春130033;2．中科院长春光学精密机械与物理研究所，长春130033)摘要:设计了一种智能湿度感应浇花系统。系统以单片机AT89S52为控制芯片，利用SLHT5-1土壤湿度传感器来检测土壤的相对湿度，再通过单片机进行信息处理，采用模糊控制方法，输出控制信号，控制继电器的动作，从而控制水泵电源的通断，完成按需按量自动浇花的工作，启动浇花之前先有蜂鸣

2、器报警。关键词:智能浇花;土壤湿度传感器;单片机;水泵中图分类号:TP368．2文献标志码:A文章编号:1009－3907(2012)06－0650－020引言随着生活水平的提高，许多城乡居民为了美化环境，净化空气，喜欢在家中阳台上种植一些花草。植物是离不开水的，需经常浇灌。而人们出差或有事不在家时，植物的供水就会中断，植物面临干枯。有些植物对湿度的要求很高，人为的过度浇水，植物的根茎容易腐烂，从而影响到植物的正常生长。国内外均有自动浇花系统的应用，大多数自动浇花系统是利用虹吸原理，即利用渗透的方式浇花，这种方式浇花过程是连续的、不间断的，采用这种方式只

3、能保证花不会干旱而死，不是花需要浇水时才进行浇灌。还有一些自动浇水系统，可以设定何时进行浇灌及浇灌时间，与上一种方式相同，也不是花需要浇水时才进行浇灌。另外还有一些自动浇水系统，是采用单片机控制，利用湿度传感器采集湿度信息，需要浇水时自动浇灌，但是需要用在外部有水龙头的情况下，而家庭花草种植一般都放在阳台上，阳台上一般均没有水龙头，使用起来非常不方便。基于单片机的智能浇花系统可以在阳台上使用，能够按需自动浇花。1基于单片机的智能浇花系统组成该系统主要由土壤湿度检测电路、键盘、LCD液晶显示电路、报警电［1］路、水泵控制电路等组成。具体结构如图1所示。通过

4、土壤湿度传感器测量出土壤湿度信号，单片机采集土壤湿度信号并进行分析和处理，输出控制信号，控制水泵工作与否，从而达到按需浇花的目的。2系统工作原理图1智能浇花系统组成框图由于不同的花卉有不同的需水特性，浇花时应适时适量，按需浇花。为此，系统采用模糊控制的方式达到精确浇花的目的。一方面，单片机采集土壤湿度信号，并通过计算判断［2］是否应该浇花;另一方面，单片机采用查表的方法来实现浇水量的模糊控制。在软件设计时，根据不同花卉的需水量，将其土壤湿度值允许区间存入表格中，即模糊控制响应表，这些数据均是人们长期积累的经验值，并将表格事先置入ROM存储区的某一位置中供

5、查表使用。例如:对君子兰进行自动浇水，单片机将采集到的湿度信号与表格中的君子兰最小湿度值进行比较，当采集到的湿度值小于表格中的最小湿度值时，开始浇花;当采集到的湿度值大于表格中君子兰的最大湿度值时，停止浇花，从而控制浇水的时机及浇水量的多少。3系统硬件设计3．1土壤湿度检测电路［3］本设计采用土壤温湿度传感器SLHT5-1。该传感器采用全量程标定，两线数字输出，可直接与单片机收稿日期:2012-03-27作者简介:赵丽(1979-)，女，吉林松原人，讲师，硕士，主要从事单片机及其自动控制系统应用、传感器技术应用、机器人技术等方面的教学及科研工作。第6期赵

6、丽，等:基于单片机的智能浇花系统设计与实现651连接使用，具有非常高的一致性，湿度测量范围可达0～100%RH。可将探头直接埋入土壤中，适合在工地、农业温室大棚、花卉、苗圃、草坪等需要检测土壤温湿度的环境使用。检测电路如图2所示。图2SLHT5-1土壤湿度传感器检测电路3．2键盘及液晶显示电路［4－5］本设计采用LCD12232F液晶显示模块，它有自己的字节库，不用存储，并行连接方式，使用方便。用来显示系统的工作状态及浇花的种类。键盘采用独立式按键，包括复位键、选择花卉种类按键、启动按键。开机显示:“欢迎使用自动浇花系统”，之后显示“请选择花卉种类”。通

7、过对选择花卉种类按键的设置，结合液晶显示内容，确定花卉种类。本系统共设计了君子兰、银杏、芦荟、仙人球、芍药、牡丹、香雪兰，共七个种类，对应七个湿度区间。确定完花卉种类之后，显示花卉的名称。3．3水泵控制电路水泵控制电路如图3所示，三极管Q1的基极B接到单片机的P3．6，三极管的发射极E接到继电器线圈的一端，线圈的另一端接到+5V电源VCC上;继电器线圈两端并接一个二极管IN4148，用于吸收释放继电器线圈断电时产生的反向电动势，防止反向电势击穿三极管及干扰其他电路;R2和红色发光二极管组成一个继电器状态指示电路，当继电器吸合的时候，LED点亮，这样就可以

8、直观的看到继电器状态。图3水泵控制仿真电路图当AT89S52单片机的P3．6引脚