自动浇花系统的设计
题目自动浇花系统的设计
学生姓名薛婵娟学号 1213024008 所在学院物理与电信工程学院
专业班级通信工程1201班
指导教师刘亚锋
完成地点物理与电信工程学院实验室
2016年 6 月 5 日
陕西理工学院本科毕业设计任务书
院(系) 物理与电信工程学院专业班级通信工程(通信1201) 学生姓名薛婵娟
一、毕业设计题目自动浇花系统的设计
二、毕业设计工作自 2015 年 12 月 9 日起至 2016 年 6 月 18 日止
三、毕业设计进行地点: 物理与电信工程学院实验室
四、毕业设计应完成内容及相关要求：
现代生活的节奏越来越快，很多人喜欢在工作地点、生活区间、公共场所等地方用绿色植物来点缀，既美化环境又能改善空气质量。但对绿色植物的维护、保养是需要花不少时间去完成的，当由于种种原因忘记定时对花卉及时浇水时，或浇水的量过多或过少，反而会给人们带来很多麻烦和损失，因此设计一个家用自动浇花系统就十分必要。
本系统采用单片机为核心芯片，利用湿度传感器来采集土壤的湿度。经过信息采集、信息比较、通过继电器控制信息，驱动水泵控制电路工作，实现自动浇花。
五、毕业设计应收集资料及参考文献：
1、应收集与课题相关文献12篇（其中包括一篇英文文献），文献的发表年限应为2010年至2016年；
2、除了文献之外，所参考的书目不能超过3篇；
3、所有的参考资料要留存电子版，在交论文时一并打包交予指导教师。
六、毕业设计的进度安排：
1、必须查阅大量资料（包括一定数量的外文资料），了解课题的研究背景、意义，熟悉设计中要用到的相关电路知识；完成开题报告；并完成一篇外文文献的全文翻译工作；
（1月1日－3月18日）
2、进行系统的概要设计；（3月19日－4月10日）
3、熟悉设计软件，并提交中期报告；（4月10日－4月20日）
4、系统的设计与实现；准备作品的验收；完成论文第一稿；（4月21日－5月10日）
5、根据要求对对论文及作品进行完善，完成论文第二稿；（5月11日－5月20日）
6、制作答辩PPT，准备答辩材料，准备答辩，并完成后续工作；（5月21日－6月10日）
7、必须定期与指导老师见面，汇报进展情况，按时完成论文的撰写工作。
指导教师签名刘亚锋专业负责人签名王战备
学院领导签名熊晓军批准日期2016-01-10
自动浇花系统的设计
薛婵娟
（陕西理工学院物理与电信工程学院通信工程专业1201级，陕西汉中 723000）
指导教师：刘亚锋
[摘要] 利用单片机技术设计了一个自动浇花系统。该系统由土壤湿度检测显示和控制水泵浇灌两部分组成。土壤湿度检测显示部分是由YL-69土壤湿度传感器、ADC0832模数转换器、STC89C52单片机和LCD1602组成。控制水泵灌溉部分分为智能和手动两部分：其智能部分是通过单片机程序设计浇水的上、下限值与感应电路送入单片机的土壤湿度值相比较，当低于下限值时，单片机输出一个信号控制电磁阀打开驱动水泵浇水，高于上限值时再由单片机输出一个信号使电磁阀关闭停止水泵浇水;手动部分是由通过关闭单片机电源，由外围电路供电进行浇灌。此系统具有体积小、灵活性强、易于操作、简单实用和价格低廉等特点。
[关键词] 浇花系统；STC89C52；YL-69；LCD1602
The Design of Automatic Watering System
Xue Chanjuan
(Grade 2012,Class 01,Major in Communication Engineering,School of Physics and Telecommunication
Engineering of Shaanxi University of Technology,Hanzhong 723000,Shaanxi)
Tutor:Liu Yafeng
Abstract:T he automatic watering system is designed by using single chip technology. The system is composed of two parts, which are the soil moisture detection display and the control of the water pump. Soil moisture detection display is composed of YL-69 soil moisture sensor, ADC0832 analog digital converter, STC89C52 microcontroller and LCD1602. Control pump irrigation part is divided into two parts of intelligent and manual:the intelligent part is by SCM programming watering, the lower limit value and induction circuit into SCM soil moisture values compared, when the lower limit value, the output of the single chip a signal controls the solenoid valve opens driven pump watering, above the upper limit again by the MCU output a signal so that the solenoid valve closed to stop watering pump;and the manual part is made by turning off the MCU power supply, by the external circuit power supply for irrigation.This system has the characteristics of small size, high flexibility, easy to operate, simple and practical, and cheap price.
Key words: Watering system;STC89C52;YL-69;LCD1602;ADC0832
目录
引言 (1)
1 方案论证 (3)
1.1 设计方案的提出 (3)
1.2 设计方案的比较 (3)
1.3 设计方案的选择 (3)
2 系统硬件电路设计 (4)
2.1 总体设计 (4)
2.2 STC89C52单片机 (4)
2.2.1 STC89C52单片机的组成 (4)
2.2.2 STC89C52的主要性能 (5)
2.2.3 STC89C52的管脚说明 (5)
2.2.4 振荡电路和时钟 (7)
2.2.5 复位电路 (7)
2.3 ADC0832 A/D转换 (8)
2.4 LCD1602 (8)
2.5 湿度传感器 (9)
2.6 按键电路 (9)
2.7 继电器 (9)
3 系统软件设计 (11)
3.1 系统控制流程图 (11)
3.2 子程序流程图 (11)
4 系统调试 (13)
4.1 系统的仿真 (13)
4.2 系统的安装和焊接 (13)
4.3 系统调试 (14)
5 结束语 (15)
致谢 (16)
附录A 英文文献原文 (18)
附录B 英文文献译文 (21)
附录C 实物图 (24)
附录D 源程序 (25)
附录E 元器件清单 (33)
引言
进入21世纪以来，人们的生活和工作环境发生着巨大的变化。生活快节奏，工作重压力，无一不占用我们的时间和精力。随着社会快速发展，生活水平的提高，许多人越来越向往那种悠然自得的生活方式，越来越多人喜欢花卉等盆栽植物的种植，不仅可以美化环境，而且还可以愉悦我们的心情[1]。但目前困扰人们的巨大问题是没有多余的时间与精力或者由于长时间出行，无法定时打理照顾这些花卉植物，从而导致这些花卉植物枯萎死亡。
对于人类来说，最重要的水资源，对所有生命物体都一样重要[2]。所以，为了应对人们们现今生活和工作状态，而又种植着花卉等盆栽植物的人们来说，设计出一种无人管理的情况下自动控制浇花系统尤为重要，这样不论在什么时候什么地方，都不会造成花卉枯萎死亡的情况发生。该自动浇花器具有系统体积小、抗干扰能力强、操作简单灵活和价格低廉等特点，使用此自动浇花器可以节省人力物力财力，方便人们出行出差的时候，不会影响到花卉盆栽的生长，如果在家也可以关闭自动模式手动浇花，用户可以自由设定各种基准值来实现自动浇花的功能，从而使盆栽植物健康的生长，也减轻了养花者的工作，使人们种养盆栽更轻松，能更好地欣赏我们所种植的盆栽植物[3]。
1)相关领域研究现状、国内外发展趋势
20世纪的70年代，微电子技术正处于快速发展的阶段，随着人们生活水平的提高和生活节奏的加快，自动浇花系统也随之诞生，成为一种新型的懒人园艺用品。多年前，国外就已经开始使用，但是其价格却特别昂贵，而在国内使用的电子类自动浇花器多数是从国外进口的，价格更加昂贵，但质量比较可靠。不过这并不适用于国内，大多适用于花园、农场等广阔的地方。随着经济与电子科技的快速发展，人们在注重生活质量的同时，也更加注重休闲养生。种养盆栽将成为人们越来越喜欢的休闲项目。因此，需要将灌溉用的自动浇花器改良为桌面盆栽用的小型自动浇花器，这也将会成为种养盆栽者的首选之物。目前这些浇花器的市场也越来越大，市场上的自动浇花器的功能也在不断发展，在国内外比较流行的是玻璃和陶瓷制作而成的自动浇花器。这种类型的自动浇花器大多数是在我国山西和浙江等地区加工生产的，价格比较便宜，但其实用性没有电子类自动浇花器好。研究表明，养花最重要的问题就是浇水问题。有调查显示80%以上的花草死亡是由于浇水不及时引起的。因此，国内商家已经看到了这种市场需求潜力。目前电子类自动浇花器这类的小居家用品的厂家主要集中在广东、上海和浙江等地区。
现在市场上所出售的自动浇花器，主要有以下几类:
（1）电子类自动浇花器。电子类自动浇花器又叫时空喷淋装置。系统构成为主机、主管、分水接头、副管和喷淋管[4]。电子类自动浇花器根据电源的不同可以分为交流电自动浇花器和电池自动浇花器两种。
（2）玻璃、陶瓷类自动浇花器。玻璃、陶瓷类自动浇花器又叫自动渗水装置。它有本身材质的物理结构构成，根据器皿的物理渗水原理完成自动浇灌。当自动浇水器内部存水，自身会形成一定的压力，遇到干燥的土壤，水就会自上而下地流出，土壤湿润以后会形成一个堵塞压力，从而导致水流速度变慢，或者停止。器具工艺不同效果也不一样。当然也因土壤的疏松情况决定器具内水流速度。
当前传感器技术与单片机技术发展迅速，其应用逐步由工业军事领域向其他领域渗透,已经和我们的日常生活息息相关,而且智能家居[5]概念也越来越受人们的推崇。因此，微电脑控制的电子类自动浇花系统，有着很好的发展前景。随着科学技术的快速发展，自动化设备越来越普遍，当然花卉自动浇水系统的应用也很广泛。花卉自动浇水系统可以根据需要调节土壤湿度范围，这也是根据不同植物的不同需水习性设计的。在今后的生活中，将不再局限于花卉方面的应用，还可以用于农田以及公路绿化中等等。在生活中常见的滴灌技术其实也是自动浇花系统的变相用法。近10年来，滴灌技术[6]在我国发展速度已居世界前列，目前主要应用在大田(棉花、玉米、葡萄、辣椒等)、温室大棚、果园及绿化带等。在最近几年，滴灌技术的应用领域出现新的变化趋势，由温室大棚小单元滴灌向室外露地的大单元滴灌扩展；由平地大面积滴灌向山区崎岖地势滴灌发展；由蔬菜单一植物滴灌向多种经济作物滴灌延伸；由农场集中大面积向农村小面积分散发展；由原来的高附加植作物向一般经济作物普及。此外，公路铁路沿线和荒漠风沙治理绿化也开始陆续采用滴灌技术，而且还
进一步应用在城市绿地、林木、屋顶花园等非农领域，尽管用量较少，但却为滴灌技术的今后推广提供了更为广阔的市场，相信伴随着社会主义新农村建设的推进和建设节约型社会的发展要求，滴灌技术的应用范围会越来越广阔。
自动化滴灌技术是世界许多发达国家发展高效农业节水的重要举措。在以色列、美国、和印度等一些国家都已经采用先进的自动化灌溉技术。由传统充分灌溉向非充分灌溉方向发展，通过采用遥感、传感器来监测土壤墒情和作物生长，对灌溉区用水进行实时监测预报，实现用水管理的全自动遥控，对灌溉区实行动态管理，实现农业灌溉用水管理的自动化。在农业灌溉区域合理地推广自动化控制系统，尤其在干旱和半干旱地区，不仅可以提高水资源利用率以及缓解水资源日趋紧张的矛盾，还可以使农作物的产量增加，使农产品的成本降低。高效农业和精细农业要求我们必须提高水资源的利用率，要将水源开发、输配水、灌溉技术、水资源合理利用和降雨、蒸发、土壤墒情和农作物需水规律等方面综合统一考虑，根据多种因素合理调配水资源。因此，研制和推广农业节水灌溉控制新技术是实现农业现代化的发展需要。
2)设计所采用的研究方法和手段
本次设计是一个采用STC89C52单片机为核心的微控制浇水系统，系统主要实现自动浇水和能够根据实际情况设定完成手动控制这两种功能。电路主要可以分成土壤湿度检测显示和控制水泵浇灌两个模块，以液晶显示器和A/D模数转换器组作为显示电路，浇水电路利用电磁阀驱动水泵工作来完成。本次设计包括STC89C52单片机及基本外围电路模块、显示电路模块、按键电路模块、继电器电路模块、电源电路模块等部分组成。本系统的设计将以上述内容为思路、以单片机为控制核心，设计出一个持续地、有效地为花木浇水的系统，为我们解决无人管理情况下花木枯萎死亡的尴尬情况。
自动浇花系统，主要就是检测土壤湿度。通过土壤湿度传感器检测土壤湿度含量，把检测到的值传送到A/D模数转换器中，结束转换后数值反馈给单片机，单片机读取数据，经过软件程序处理后传送到LCD1602显示信息。控制水泵灌溉部分分为智能和手动两部分：其智能部分是通过单片机程序设计浇水的上、下限值与电路送入单片机的土壤湿度值相比较，当低于下限值时，单片机输出一个信号控制电磁阀打开驱动水泵浇水，高于上限值时再由单片机输出一个信号使电磁阀关闭停止水泵浇水;手动部分是通过关闭单片机电源，由外围电路供电进行浇灌。
该设计主要包括：
1）硬件部分：包括传感器的选择、显示模块的选择、A/D模数转换器的选择、继电器的选择和土壤湿度信号转换电路的设计。
2）软件部分：包括微处理器控制程序的编写、原理图的绘制和电路仿真。
3）系统的综合调试与分析：在软硬件完成以后，要对系统进行综合的测试与实验，分析系统的可靠性与实用性，调整系统的不足之处。
系统的组成结构如图1.1所示。
复位电路
按键模块晶振电路
单
片
机
A/D转换模块
液晶显示模块
继电器驱动模块
湿度采集模块图1.1 系统组成结构
1 方案论证
1.1 设计方案的提出
方案一：此方案的设计是以核心控制软件AT89C52单片机，LCD12864液晶显示器，ADC0809模数转换器，FC-28土壤湿度传感器，SRD-05VDC-SL-C继电器主要元件构成，电路其他元器件的选择没有太大区别。
方案二：此方案的设计是以STCC8951为核心控制软件，LCD12864液晶显示器，ADC0832模数转换器，FC-28土壤传感器，SRD-05VDC-SL-C继电器等主要元器件构成。
方案三：此方案的设计是以STC89C52为核心控制软件，LCD1602液晶显示器，ADC0832模数转换器，YL-69土壤湿度传感器，SRD-05VDC-SL-C继电器等主要元件构成。
1.2 设计方案的比较
方案一：其中AT系列的单片机的程序下载方式不太方便，且LCD12864液晶显示器虽说不影响电路功能，但是根据设计简单实用可操作性强的思想不能物尽其用。ADC0809速度比较快，但是其外围电路复杂，市场价格比较高。
方案二：其中STC系列单片机下载程序方式较之AT系列单片机比较简单，但是SCT89C51单片机的空间较小，可能没有足够的空间去操作，ADC0832虽然速度比不上ADC0809，但是其外围电路简单，性价比高。
方案三：其中STC89C52比STC89C51单片机的空间大了一倍，且程序下载方式简单易操作，LCD1602的功能能够满足本次设计的需求，且物尽其用，市场价格不贵，YL-69和FC-28两者相比功能没有太大差别，且价格相差不大。
1.3 设计方案的选择
根据上述三种方案的优缺点，还有自身掌握的专业知识，从各个方面综合考虑，决定选择第三种方案来实现本次设计所要达到的目的。
具体实现过程为：以STC89C52单片机为核心，YL-69土壤湿度传感器所采集到的数据传送到ADC0832中，当STC89C52单片机需要数据时，就会给A/D模数转换器发送一条工作指令，当转换结束后，单片机读取数据后，通过软件程序处理之后传送到LCD1602液晶显示器上显示信息。自动浇水部分功能的实现为，单片机读取数据后，经过软件程序的对比处理后，发送信号到SRD-05VDC-SL-C 继电器来驱使水泵工作或者关闭。当土壤湿度检测值低于设定值时，水泵工作；当土壤湿度检测值等于或者高于设定值时，水泵停止工作。而自动浇水功能的实现则为关掉单片机电源电路，由外围电路供电来实现浇水。
2 系统硬件电路设计
2.1 总体设计
自动浇花系统利用单片机为核心来实现。自动浇花系统的湿度检测电路是利用土壤湿度传感器土进行信息采集，再经过A/D 转换器处理，输送到单片机内处理之后转变为数字信号，发送到LCD 显示屏去显示，通过这种方式我们便可以对土壤湿度变化进行检测和控制，也可以对湿度范围重新设置，手动灌溉系统用单片机接受到的数据处理之后发送指令到继电器以控制水泵浇灌。自动浇花系统的硬件电路由单片机系统电路、电源的电路、湿度传感器电路、LCD 显示电路、控制按键的电路等电路共同构成的；自动灌溉系统的软件程序选用C 语言编程。自动浇花系统灵活可靠，操作简单，制作成本比较低，在灌溉中的应用范围很广泛。系统总框图如图2.1所示。
湿度传感器
A/D 转换器
单片机
LCD 显示
电磁阀水泵
图2.1 系统总框图
2.2 STC89C52单片机
STC89C52单片机是宏晶科技推出的新一代高速、低功耗、超强抗干扰的低电压、高性能CMOS8
位微控制器[7]
，具有 8K 系统可编程可擦除Flash 只读存储器，STC89C52使用经典的MCS-51内核，但做了大量的改善使得芯片具有许多传统51单片机不具备的功能，指令代码完全兼容传统51单片机，12时钟/机器周期和6时钟/机器周期随意选择。采用ATMEL 高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将灵巧的8位CPU 和在系统可编程Flash 存储器组合在一个芯片上，为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且廉价的方案。 2.2.1 STC89C52单片机的组成
STC89C52由一个8位微处理器、128KB 片内数据存储器RAM 、1个特殊功能寄存器SFR 、3KB 片内程序存储器Flash ROM
、64KB 可寻址片内外一编址的ROM 、64KB 可寻址片外的RAM 、4个8位并行I/O 接口（P0-P3）、一个全双工通用异步串行接口UART 、两个16位的定时器及计数器、具有位操作功能的布尔处理机及位寻址功能的五个中断源、两个优先级的中断控制系统以及片内振荡器和时
钟产生电路[8]
。其基本组成框图如图2.2所示。
图2.2 STC89C52单片机的组成
2.2.2 STC89C52的主要性能[9]
?增强型51单片机，完全兼容传统51单片机指令代码，6时钟/机器周期和12时钟/机器周期任意选择
?工作电压：5.5V～3.3V（5V单片机）/3.8V～2.0V（3V单片机）
?工作频率范围：0～40MHz，相当于普通51的0～80MHz，实际工作频率可达48MHz
?8K用户应用程序空间
?片上集成512字节RAM
?通用I/O口（32个），复位后为：P1/P2/P3/P4是准双向口/弱上拉，P0口是漏极开路输出，作为总线扩展用时，不用加上拉电阻，作为I/O口用时，需加上拉电阻。
?ISP（在系统可编程）/IAP（在应用可编程），不需要专用的编程器和仿真器，用户可通过串口（RxD/P3.0,TxD/P3.1）直接下载程序，省时省力
?具有EEPROM功能
?具有看门狗功能
?共3个16位定时器/计数器（T0、T1、T2）
?外部中断4路，下降沿中断或低电平触发电路，Power Down模式可由外部中断低电平触发中断方式唤醒
?通用异步串行口（UART），可用定时器软件实现多个UART
?工作温度范围：-40～+85℃（工业级）/0～75℃（商业级）
?PDIP（塑料双列直插式）封装
2.2.3 STC89C52的管脚说明
STC89C52的引脚图如图2.3所示。
图2.3 STC89C52单片机引脚
各引脚功能：
1）电源
VCC（40引脚）:电源,接+5V
VSS（20引脚）:接地
2）I/O口线
P0口（P0.0-P0.7,39-32引脚）：P0口是一个8位漏极开路双向I/O口，也称为数据总线
口。对端口P0写入“1”时，作为高阻输入；作为输出时，每个引脚可驱动8个负载。用于外部程序数据存储器时，内部为上拉电阻状态，可以作为数据和地址低8位复用总线。FIASH编程时，P0 口作为原码输入口；当FIASH进行校验时，外部必须接上拉电阻，此时P0口输出原码。
P1口（P1.0-P1.7，1-8引脚）：P1口是一个内部带有上拉电阻的8位双向I/O口，专门供用户使用。P1口的输出缓冲器能接收4TTL（生存时间）门电流。当P1口管脚写入“1”后，内部上拉电阻把端口拉到高电位，可用作输入；由于内部上拉电阻的存在，P1口被外部信号下拉为低电平时，将作为输出口。
P2口（P2.0-P2.7，21-28引脚）：P2口是一个内部带有上拉电阻的8位双向I/O口，也可作为用户使用的I/O口接线。P2口的输出缓冲器可接收4个TTL门电流。当P2口被写入“1”时，内部上拉电阻把端口拉到高电位拉高作为输入。同时由于内部上拉电阻的存在，被外部信号拉低的P2端口将输出电流。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。当对外部8位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容且在整个访问期间不会变。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。
P3口（P3.0-P3.7，10-17引脚）：P3口是一个带有内部上拉电阻的8位双向I/O口，P3口的输出缓冲器可接收4个TTL门电流。当P3口被写入“1”后，P3端口被内部上拉电阻上拉为高电平，并用作输入。
STC89C52单片机的P1口个别管脚和P3口还有一些特殊功能。其中P1.0可以作为定时器/计数器2的外部计数输入，P1.1可以作为定时器/计数器2的触发输入。具体如表2.1所示。
表2.1 P1.0和P1.1引脚复用功能
引脚复用功能
P1.0 T2（定时器/计数器2外部计数输入，时钟输出）
P1.1 T2EX（定时器/计数器2捕获/重装触发和方向控制）P3口也可作为STC89C52的一些特殊功能口，具体如表2.2所示。
表2.2 P3引脚复用功能
引脚复用功能
P3.0 RXD（串行输入口）
P3.1 TXD（串行输出口）
P3.2 /INT0（外部中断0）
P3.3 /INT1（外部中断1）
P3.4 T0（记时器0外部输入）
P3.5 T1（记时器1外部输入）
P3.6 /WR（外部数据存储器写选通）
P3.7 /RD（外部数据存储器读选通）
P3口同时为Flash编程和编程校验接收一些控制信号。
3）控制线
RST（9引脚）：复位信号的输入端。需保持RST脚两个机器周期的高电平时间。
ALE/PROG（30引脚）：地址锁存允许/片内EPROM编程脉冲。访问外部存储器时，用于锁存地址的低8位。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。
/PSEN（29引脚）：外部ROM读选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期出现两次/PSEN信号有效。但在访问外部数据存储器时，/PSEN信号将不出现。
/EA/VPP（31引脚）：访问外部程序存储器的控制信号。当/EA保持低电平时即接地，不管是否有内部程序存储器，在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH）都能读取指令。注意加
密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，执行内部程序存储器。
4）时钟
XTAL1（19引脚）：振荡器电路的输入端。
XTAL2（18引脚）：振荡器电路的输出端。
2.2.4 振荡电路和时钟
在STC89C52芯片内部，有一个振荡电路和时钟发生器，内部时钟电路则是单片机里面的高增益反相放大器用来构成振荡器，引脚XTAL1是输入端，引脚XTAL2是输出端，在两个端的引脚接入跨界石英晶体和两端引脚分别接入微调电容，共同组成一个稳定的自激振荡器。也可以使用外部振荡器，由外部振荡器产生的信号直接加载到振荡器的输入端，作为CPU的时钟源，称为外部时钟方式。采用外部时钟方式时，XTAL1作为振荡器电路的输入端，接至外部振荡器的输出端，XTAL2悬空。我们这次设计选用的是内部时钟方式。为了保证振荡器稳定、可靠的工作，在安装中，我们就需要把石英晶体、电容和芯片的安装距离尽量缩短，可以防止产生寄生电容，除此之外我们尽量选用温度稳定性较好的电容。内部时钟方式的电路连接方法如图2.4所示。
12MHz C2
30P C3
30P
XTAL2
XTAL1
GND
Y1
图2.4 STC89C52振荡器的连接方法
2.2.5 复位电路
单片机中的复位电路和电脑的重启键的作用是一样的。当电脑出现死机情况时，按下重启键电脑内部程序从头开始运行。单片机的复位电路是让CPU和自动浇花系统中其他功能部件全部都处于初始状态，然后从初始状态开始工作。不管单片机是刚开始通电源，或者切断电源后，还是突然故障之后都需要复位，单片机复位需要满足RES/VPD和RST引脚持续2个周期及以上的高电平这一条件。复位电路有上电自动复位的方式和按键复位的方式，本次设计采用的是按键复位方式，选用按键手动电平的复位是通过RST端，经过电阻与电源VCC的接通方式来实现。其电路连接如图2.5所示。
VCC
C1 10uf R4 10K 4
3
RST
SW-PB
2
1
图2.5 复位电路的连接方法
2.3 ADC0832 A/D 转换
A/D 转换的作用就是把采集到的模拟信号转变为我们可用的数字信号。ADC0832 是一个8位分辨率的A/D 转换芯片，它分辨吕最高可以达到256级，相对其它的转换芯片来说体积比较小，而且兼容性也比较好，在市场里面它的性价比高，一般模拟量的转换要求都能够满足。由于它的内部电源输入和我们选用的参考电压复用，使得A/D 转换芯片的模拟电压输入一般在0-5V 区间内。A/D 转换芯片所需的转换时间很短，仅仅是32微秒，它还能双数据输出，可以减少数据误差，所以它能进行数据校验，总的来说它的优点就是转换速度快，稳定性能强。独立的芯片可以让输入更加方便，挂接多个器件和处理器控制更加容易。ADC0832模块电路连接如图2.6所示。
U1
ADC0832
CS CH0
CH1GND VCC
CLK
DI
DO
1
2
34
87
6
5
P13 AD AS AC
土壤湿度传感器
AD CLK P10AD DAT P11
VCC
图2.6 ADC0832转换器电路连接方法
2.4 LCD1602
液晶显示在很多家用电子产品中随处可见，它会显示一些数字、特殊符号和图形等，具有体积
小，显示内容丰富和功耗低等特点[10]
。它可以把单片机处理后的数据进行屏幕显示，它与单片机的电路连接非常简单，我们只需把一个8位I/O 接口和液晶显示模块的8位数据段连接在一块，再把3位控制口分别与液晶模块的RS 、R/W 、E 三个端口分别连接在一块就可以完成。为了布线可以变简单以及驱动能力变得更强，我们用的是单片机P0口接8位数据，用P2.7、P2.6分别与单片机管脚
RS 、E 相连。因为本次设计中只用到写命令，R/W 一直处于低电平状态，所以R/W 管脚接地[11]
。LCD1602电路连接如图2.7所示。
135246789101112131415K-VCC
GND
R2 2.2K
P1
VSS VDD VO RS RW E D0D1D2D3D4D5D6D7A+GND
RS LCDEN D0D1D2D3D5D4D6D7VCC
GND
LCD1602
1
3
5
2
4
6
7
8
9
101112131415K-VCC GND R2 2.2K P1VSS VDD VO
RS
RW
E
D0
D1
D2
D3D4
D5
D6D7
A+
GND RS
LCDEN
D0
D1
D2
D3
D5
D4
D6
D7
VCC GND LCD1602
图2.7 LCD1602显示器电路连接图
2.5 湿度传感器
传感器是一种输出装置，将采集到的信息资料转变为有用信号。它由敏感元件、转换元件和相对应的电子电路共同构成，在使用的过程中直接响应于被测物理量并且产生可用信号输出。当外界的湿度变化时，它里面的电阻值也会随之变化,电阻值的变化范围一般为0欧—10K 欧，当电阻变化时，电路的输出电压也会产生变化。因此当电路中变调电阻的大小时,就可以能获得相应的电压值,满足电路的需求。此次设计用到的是YL-69土壤湿度传感器，它的测量范围为0-100%RH ，具有功耗
低、响应时间短的优点[12]
。其电路连接如图2.8所示。
21
VCC
R310K
AC A/D 转换器
GND
P2
Header2
图2.8 湿度传感器电路连接方法
2.6 按键电路
S0:复位键 S1:设置/保存 S2:加/模式切换 S3:减/手动灌溉
检测：供电后，水泵会工作，LCD1602显示当前土壤湿度,将土壤湿度传感器放入水中，湿度值上升,水泵停止。按下S2键，切换为手动浇花模式，按S3键就可以手动开关水泵了。
设定：按下S1设置键,进入预设湿度值调节模式，按S2键,预设值加；按S3键,预设值减。设
置成功后,再按S1设置键退出,返回到正常模式[13]
。按键电路连接如图2.9所示。
图2.9 按键电路连接方法
2.7 继电器
电磁式继电器由控制线圈、铁芯、衔铁、触点簧片组成，工作时继电器的线圈会加上额定的电压，并且产生电流，紧接着电流会产生电磁效应，产生的电磁力会把衔铁吸起来，衔铁的动触点与
静触点吸和，进行动作[14]
。当线圈失电后，电磁力就没有了，在弹簧作用下衔铁返回原来不通电的位置，释放切断。所以说依照上述原理，继电器起到了一个开关的作用。它可以配合电路实现预期的效果而且它的控制精度和灵活性都比较可靠。继电器起到开关作用，需要连接一个三极管，三极
管和单片机的P1.6相连，当引脚被置高电平的时候，继电器工作驱动水泵灌溉。如图2.10所示[15]。
图2.10 继电器电路连接方法
3 系统软件设计
3.1 系统控制流程图
自动浇花系统软件的设计，设计中采用结构化、模块化的方法是为了便于功能的扩展，自动灌溉系统用C 语言来进行软件设计。
当自动浇花系统打开运行之后，首先它进行初始化，并获取我们设定的湿度值。经过信息处理之后，输送到液晶显示屏显示信息；主循环判断当前环境的湿度值，对比当前的土壤湿度值是否低于设定值，如果低于设定值，继电器就会驱动水泵进行抽水灌溉；如果高于设定值，则不用工作。系统流程图如图3.1所示。
开始
初始化
湿度采样
A/D 转换
LCD 显示
判断湿度值是否低于设定值
结束
继电器驱动灌溉
Y
N
图3.1 系统流程图
3.2 子程序流程图
在自动浇花系统运行之后，首先获取当前土壤湿度值，即YL-69土壤湿度传感器已经工作。初始化后，采集到的数据输送到单片机中，单片机中对比处理之后，传送到LCD 显示器上显示出来。其进行流程如图3.2所示。而按键电路的工作原理即为程序软件处理过程，其流程如图3.3所示。
开始
I2C 初始化
YL-69初始化
通过I2C 接口读取湿度值对读取到的数据进行处理数据显示在LCD 上
屏蔽高四位取列
值
屏蔽低四位取行
值
根据行列值求取
键值
返回按键值
图3.2 YL-69湿度传感器流程图 图3.3 按键流程图
ADC0832的工作就是把模拟信号转换成数字信号，把传感器采集到模拟信号转换为数字信号后，单片机读取数据后根据软件程序的设定做出相应的指令，其工作流程如图3.4所示。LCD1602液晶显示器的作用主要是显示出我们设定的湿度值以及检测到的当前土壤湿度值，其工作流程如图3.5所示。
ADC0832初始化
ADC0832起振
ADC0832读取时
间
LCD1602显示读取的数据
开始
系统初始化
LCD1602初始化
写指令
写数据
开始
写数据计数器为零
结束
N
Y
图3.4 ADC0832流程图 图3.5 LCD1602流程图
4 系统调试
4.1 系统的仿真
此次自动浇花系统的软硬件仿真均是在Proteus仿真软件中完成的。Proteus是目前我们接触到的最好的仿真单片机以及外围器件的EDA工具器件，可以轻松地实现从概念到产品的完整设计。按照所设计的方案搭建的硬件电路如图4.1所示。
图4.1 系统仿真图
4.2 系统的安装和焊接
在安装系统之前我们要检查元器件，例如：晶体管的型号是否匹配，电容器的耐压是否正确，以及电容器的极性问题。再次确定原理图，安装电路位置，检查极性是否正确，在安装过程中最好导线条理清晰。
焊接时需保证元器件按照电路原理图安装正确，先找好电源和接地点，切不可正负极焊接错误或者管脚焊接错误。
电烙铁过热，停留时间太长，焊锡过多都会造成电路板上的覆铜翘起，从而破坏电路板。
焊接完成后，不要立即移动元器件，否则会造成虚焊或者脱焊。
焊接晶体三极管时对其他晶体同样适用，温度不可过高，时间不宜太长，否则会毁坏晶体。
焊接完成后，系统焊接如图4.2所示。
图4.2 系统焊接图
4.3 系统调试
在安装时，我们要采用按照单元电路逐级的安装调试，联合的调试的方法。具体的步骤：1）依据系统原本设计，把所需组成元件找好并进行焊接。
2）依据原件说明书，清楚每个组成元件的动作原理，并且调试每个功能模块。
3）然后把每个功能模块编写成独立的源程序文件，再次进行调试成功之后，我们就可以再把各个部分组合在一起。
4）在调试各个模块之后，我们就可以把各个源程序段组合起来综合调试。
实物图如图4.3所示。
图4.3 系统实物图
5 结束语
本次自动浇花系统的设计是以电子类的自动浇花器的工作原理为参考，运用传感器技术和单片机控制技术构成一个土壤温湿度采集与浇水控制系统，再用数字电路控制自动给水系统及时供水。本次设计中土壤温湿度的采集和显示是以ADC0832配合成感应电路，将检测到的当前土壤温湿度值送入STC89C52单片机，单片机经过信息对比处理之后输出到LCD1602液晶显示进行信息显示。同时此土壤湿度值也是判定是否给植物浇水的参考值，它设计为自动和手动两个部分：智能浇水系统是通过单片机程序设定浇水的上、下限值并与感应电路送入单片机的土壤湿度值相比较，当传感器检测到的土壤湿度值低于设定的下限值时，单片机输出一个信号给继电器驱动水泵工作开始浇水；高于设定的上限值时由单片机输出一个信号给继电器使水泵停止浇水；手动部分是关闭单片机电路，由外围工作电路供电按键控制浇灌。整个系统经过试验之后，能够根据不同的土壤湿度环境作出判断，来决定是否浇水。在本系统功能实现的同时，系统的自动控制和手动模式也正常工作，可以根据个人喜好来选定模式，操作简单，功能实用。在本系统试验之后，发现误差较小，在±1%RH左右。
通过本次设计，能够进一步了解微电脑智能控制的强大功能和操作方式。在现实生活中，自动浇花系统的应用很广泛，不仅可以应用在花卉盆栽等小植株，经过改良之后，还可以用在农田、温室大棚和公路绿化带等区域较大或不规则等地方。随着技术的发展，自动浇花系统会更加完善，功能更加强大，操作更加简单。比如，在系统中引入语音模块，就会减少人们动手的次数，实现语音控制；或者也可以加入辅助配乐软件，这样就可以实现花式浇水，还可以做成浇花机器人的形式来增添更多乐趣。经过本次设计，懂得了设计应该注意的一些问题，比如：可操作性，实用性，安全性等，也对以后的生活和工作帮助巨大。
基于单片机的智能浇花系统的设计与实现样本
基于单片机智能浇花系统设计与实现 摘要 随着社会发展，人民越来越注重环境质量。养殖花卉成了首要选取，在家养殖可以陶怡情操，丰富生活。同步花卉可以通过光合伙用吸取二氧化碳释放氧气同步还可以净化空气，并且花卉还可以吸取有毒物质例如刚装修房屋里苯、甲醛等。因而越来越多人喜欢养殖花卉。本文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，启动浇花之前先有蜂鸣器报警，准时按量供水是完毕每天在限定期间自动启动水泵浇花，按照各种花卉所需水量差别，使用一种按钮装置来控制给水时间，也就是电磁阀启动和闭合时间，别的时间水泵不转，不会有水流通供应补水；按照温度、湿度来严格控制给水重要用到是SLHT5-1 土壤温度、湿度传感器，如果传感器检测温度、湿度都达不到规定规定，就开始浇花，达到了规定温度、湿度就停止浇花。该系统既能准时、按量给花卉浇水，还可觉得节约水资源，从而让花卉更好生长。 核心词：单片机；智能浇花系统；传感器；
Abstract With the development of society, people pay more and more attention to environmental quality. Flower cultivation has become the first choice, in farming can Tao Yi sentiment, enrich life. At the same time, flowers can absorb carbon dioxide through photosynthesis release oxygen also can purify the air, and the flower also can absorb toxic substances such as just decoration house of benzene and formaldehyde. So more and more people like to breed flowers. This paper designs a kind of intelligent humidity sensing watering system. The systemwith AT89S52 single chip computer as control chip, first started watering the flowers before thebuzzer alarm, timing quantitative watering is to pump water the flowers every day to open automatically at a specified time, according to the different flowers need different quantity of water, with a button to set the watering time length, i.e., the solenoid valve open time, the rest of the time the pump does not turn water can not flow through, according to water the flowers;humidity control is to use a SLHT5-1 soil moisture sensor, when the detected humidity did not reach the setting humidity, began to water the flowers, to the setting humidity stop watering.This system can not only on time, according to the amount of give flower watering, can alsosave water resources, so as to make flowers grow better. Keyword：MCU ； intelligent watering system ; sensor
自动浇花系统.
编号（学号）：本科学生毕业设计 题目：自动浇花系统设计 学院名称：_________________________ 专业名称： 年级： 学生姓名： 学号： 指导教师：__ ____ 职称/学历：___ __ _ 教务处制
Abstract (5) 1 绪论 (6) 1.1课题背景及研究意义 (6) 1.2课题的设计目的 (6) 1.3课题的主要工作 (6) 1.4本文研究内容 (7) 2 系统概述 (8) 2.1整体方案设计思想 (8) 2.2系统组成 (8) 2.2.1主控芯片的选择 (8) 2.2.2传感器模块选择 (9) 2.2.3电机驱动模块 (9) 2.2.4显示部分 (9) 3 系统硬件设计 (11) 3.1 STC89C52RC单片机 (11) 3.1.1 STC89C52RC单片机管脚图 (12) 3.2 AD转换模块 (13) 3.2.1 TLC2543CN引脚图 (13) 3.2.2 AD转换器与单片机STC89C52RC单片机的接口电路 (15) 3.3 显示模块 (15) 3.3.1 XD-3641AS引脚 (15) 3.4 湿度检测模块设计 (16) 3.4.1 FC-28湿度传感器工作原理 (16) 3.4.2 FC-28湿度传感器与AD转换器的接口电路 (17) 3.5硬件整体设计 (17) 4 系统软件设计 (18) 4.1 系统软件设计思路 (18) 4.2系统软件设计整体框图 (19)
附录 (22) 致谢 (29)
自动浇花系统设计 ** 物理与电子信息学院电子信息工程专业2010级10班指导教师：** 摘要:此次设计采用STC89C52RC单片机外接湿度传感器、显示模块、电机驱动模块、按键模块，组成自动浇花系统。在控制器的控制下，探测器检测土壤温湿度，将检测值传送回来，经控制器判断该值是否在正常温湿度范围内，若低于温湿度的最小值，发出浇水指令，让水泵自动出水；若高于最大值，发出终止浇水指令，让水泵停止浇水。 关键词：STC89C52RC；湿度传感器；自动浇花
自动浇花系统的设计
ANYANG INSTITUTE OF TECHNOLOGY 专科毕业论文 自动浇花系统 院（部）名称：电子信息与电气工程学院 专业班级： 学生姓名：合作者: 学号： 指导教师姓名： 指导教师职称： 2013年5 月
目录 摘要............................................................................................................................................. I 引言.. (1) 第一章系统硬件设计 (3) 1.1系统技术指标 (3) 1.2系统框图 (3) 1.3土壤湿度传感器的设计 (5) 1.4土壤湿度信号调理电路 (7) 1.5土壤湿度信号转换电路 (10) 1.6系统显示电路设计 (12) 1.6.1 显示模块的选择 (12) 1.6.2 显示电路 (12) 1.7按键电路 (14) 1.8电磁阀控制电路 (15) 1.9电路原理图 (15) 第二章系统软件设计 (16) 2.1总设计框图 (16) 2.2传感转换流程图 (16) 2.3控制模块流程图 (17) 第三章系统调试 (19) 3.1 系统硬件测试 (19) 3.2 系统的软件测试 (19) 3.3系统整体调试 (19) 3.4系统测量与误差分析 (20) 第四章总结 (21) 参考文献 (22) 致谢 (24)
附录A PCB图 (25) 附录B 程序 (26)
自动浇花系统 摘要: 本系统以方便人们花卉的浇水，实现智能浇花，让人们从繁琐的浇花工作中解放出来，自动浇花系统的设计和应用应运而生。本系统采用AT89C52单片机，配以相应的外围电路完成土壤含水量的检测和自动浇花的控制过程。由土壤湿度传感器采集土壤信息，再经过信息处理模块处理后由ADC0832 A/D转换芯片转换成数字信号，AT89C52单片机作为控制中心。配以DS1302 时钟芯片、LCD1602液晶显示模块等组成数据处理控制模块，实现智能浇花，显示时钟功能。通过一系列的设计实现，简单的电路及低价的成本实现自动浇花系统是可行的，进一步可以推广到蔬菜大棚，园林，草地等的自动浇灌管理。对于实现科技服务生活具有重要意义。 关键词:浇花；AT89C52单片机；DS1302；土壤湿度传感器；
基于单片机智能浇花系统设计
目录 1. 绪论 (2) 1.1系统工作原理 (1) 1.2系统模块 (1) 1.3系统操作界面及其操作过程 (1) 1.3.1 系统操作过程 (2) 2. 部件的选择 (3) 2.1芯片的选择 (3) 2.2继电器的选择 (3) 2.3阀门的选择 (3) 2.3.1 电磁阀的选择 (3) 3. 硬件设计 (4) 3.1设备的结构 (4) 3.1.1 中央处理单元 (4) 3.1.2 LED显示部分 (4) 3.1.3 电磁阀部分 (4) 3.1.4按键部分 (4) 3.1.5 指示灯部分 (4) 3.2总电路设计图 (5) 3.3AT89C51单片机电路 (6) 3.4晶振电路 (7) 3.5复位电路 (8) 3.6按键电路 (9) 3.9LED显示电路 (11) 3.10电磁阀电路 (12) 4. 软件设计 (13) 4.1系统组成 (13) 4.2消抖流程及程序 (14) 4.3总流程及程序 (15) 4.4按键处理总流程及程序 (18) 4.5工作中的处理流程 (20) 5. 结论 (21) 参考文献 (22) 1
AT89C51基于单片机智能浇花系统设计 摘要:本设计是通过AT89C51单片机采用汇编语言进行编程，在LED液晶屏 上实现小时，分，秒的显示;并利用单片机来实现计时，定时功能，同时通过7个按键开关和3个指示灯来实现参数设置和调节功能、浇花间隔时间的设定、浇水持续时间的设定、单片机对电磁阀的自动控制。根据用户设定的时间顺利的完成浇花任务。 关键词：单片机，控制，显示，电磁阀 2
1.绪论 1.1 系统工作原理 自动浇花系统的设计，其主要执行装置是一个电磁阀门，其一端连接水管，另外一端连接外置的水管作为浇水口，浇水的水量主要由单片机控制。设备主要是通过控制浇水的时间间隔和浇水的持续时间来控制浇水量的。 1.2 系统模块 系统主要是由单片机、电源、按键、显示、指示灯、复位电路、电机模块等组成。 1
自动浇花系统-开题报告
郑州科技学院毕业设计（论文）开题报告 课题名称自动浇花系统的设计 课题来源教师命题课题类型EX 指导教师赵明冬 学生姓名刘富强学号201042048 专业自动化 一、调研资料准备 现在生活中，随着人们生活水平的提高，人们对花卉、树木等绿色植物的喜爱和种植越来越多，在家里养盆花能够陶冶情操，使生活多姿多彩。对花卉的浇灌、施肥等管理工作都需要人们来定期完成，但是由于现代生活节奏的加快，生活压力增大，使人们没有时间来照看自己家的花卉，人们往往忙于工作而忘记或者由于长时间外出而未能及时为花卉补充水分及养料，导致花卉枯萎死亡。 二、设计目的 水是植物生存、生长的最基本的需要，因此，设计一种能够在无人管理的情况下的自动控制浇花系统，能够有效的防止花木在上述情况枯死。三、设计要求 1、毕业设计（论文）中心突出，内容充实，论据充分，论证有力，数据可靠，结构紧凑，层次分明，图表清晰，格式规范，字迹工整，结论正确。 2、能够检测土壤的湿度。 3、能够检测周围环境温度。 4、利用太阳能供电节能环保。 5、根据不同的土壤和环境，能够合理的调整浇水要求。 三、设计思路 利用湿度传感器来检测土壤的含水量并将检测到的信号传给控制器STC15F408AD 单片机，通过DS18B20温度传感器检测到的环境温度反馈到单片机，单片机经过比较处理。如果需要浇水则驱动水泵电机浇水。如果不需要单片机会进入掉电模式。系统可以适应不同的土壤和环境进行设定。 四、设计预期成果 太阳能板通过DC-DC稳压模块给锂电池充电并为系统供电。通过对土壤湿度和环境温度的检测实现自动浇花。用电阻丝实现对水位的检测，当水箱没水时，把信号传递到单片机，单片机处理后使LED灯亮则需要加水。
盆花自动浇花系统设计方案
盆花自动浇花系统设计方案 随着社会生活的进步，人们的生活质量越来越高。在家里养盆花可以陶冶情操、丰富生活。同时，盆花通过光合作用可吸收二氧化碳，净化室内空气，在有花木的地方空气中阴离子聚积较多，所以空气也特别清新，而且有许多花木还可吸收空气中的有害气体，因此，养盆花如今被许多的人所喜爱。盆花浇水量是否能做到适时适量，是养花成败的关键。但是，在生活中人们总是会有无暇顾及的时候，比如工作太忙或者出差、旅游等。花草生长问题80%以上是由花儿浇灌问题引起；好不容易种植几个月的花草,因为浇水不及时，长势不好，用来美化家园的花草几乎成了“鸡肋”；不种植了吧，家中没有绿色衬托感觉没有生机；保留吧，花草长得不够旺盛，还影响家庭装饰效果。虽然目前市面上有卖盆花自动浇水器的，但价格十分的昂贵，并且大多只能设定一个定时浇水的时间，很难做到给盆花适时适量浇水。也有较经济的盆花缺水报警器，可以提醒人们及时的给盆花浇水。可是这种报警器只能报警，浇水还是需要人们亲自动手。当家里无人时，即使报警也无人浇水，就起不到应有的作用了。因此，我想通过设计一种集盆花土壤湿度检测，自动浇水以及蓄水箱自动供水于一体的盆花自动浇水系统。让盆花在人们无暇照顾时也能得到及时的浇灌。 <一>自动浇花器的诞生背景及国内外发展现状 微喷系统是近几年利用国内外先进技术组装的新型灌溉设施，主要是利用水流通过低压管道系统以一定速度从特制的喷头喷出，在空气中分散成细小的水滴，着落在花草植物、作物及周围的地面上，从而达到及时补充水分的目的。该系统具有用水量少、冲击力小的灌溉特性，适用于栽培密度大、植株柔软细嫩的植物。自动浇花器的诞生是随着人们生活水平的提高和生活节奏的加快而诞生的一种懒人园艺用品。它把微喷的概念应用于家庭盆花浇灌中，通过相应的改进，达到合理给盆花自动浇水的目的。 早在很多年前，国外就已经开始普及，国内使用的电子类自动浇花器多数从国外进口的，价格昂贵，但质量比较可靠。不过这并不太适用于国内，目前国内外比较流行的是玻璃制作的自动浇花器。这种类型的浇花器多数在我国山西和浙江一带加工生产的，价格比较低廉，实用性没有电子类自动浇花器好。随着国内 居民消费水平和生活质量的提高，居家园艺市场异常火爆，但是由于生活节奏加快，种花容易养花难的问题暴露出来，而养花最重要的问题就是浇水问题，研究表明花草80%以上的死亡由于浇水不及时引起，因此国内商家已经看到了这种需求潜力。目前这类小居家用品的厂家主要集中在广东，上海，浙江一带。 <二>电子类自动浇花器 电子类自动浇花器又叫时控喷淋装置，系统构成为：主机（或者控制器）、主管（可以是花园管也可以是4/7mm的微喷淋管）、分水接头(3通、4通、5通、6通、分水器）、副管(3/5mm)喷淋管（雾化喷头、旋转喷头、折射雾化喷头等）。 电子类自动浇花器根据电源的不同分为交流电自动浇花器和电池自动浇花器两种。控制器的一般性能有：电磁阀控制；智能时控电路?微电脑芯片控制；适用电源为AC220V/50HZ；最适宜水压0.3-0.6Mpa；待机功率（4VA，浇水时＜12VA）；可控制连续作业时间是1分钟至168个小时；可每天自动完成十次以上浇水作业，可每天、隔天、隔多天自动循环进行浇水，手动自动两用；每天计时误差小于正负3秒；电器适应环境温度为-10～50℃；相对湿度＜90%RH。 <三>盆花自动浇花系统 （1）选择性浇水 在每次浇水前，系统会对植物土壤湿度进行检测，如果超过一定值，就不进行浇水操作，防止过度浇水、浪费水资料；如果低于设定值但此时光照强度过高不适于浇水，则系统
花园浇水智能控制系统的单片机设计【文献综述】
文献综述 电子信息工程 花园浇水智能控制系统的单片机设计 一、前言 m，居世众所周知，我国是水资源严重短缺的国家之一，虽然水资源总量约2．8万亿3 界第六位，但因人多地广，人均水资源不足世界人均占有量的四分之一。每年缺水量近400 m，其中农业缺水近300亿3m。[1]由于传统、粗放、落后的灌溉方式，我国灌溉水资源浪亿3 费情况相当严重。据统计，目前我国灌溉水利用率只有40%左右，个别省份只有20%，而发达国家的灌溉水利用率可达到80%-90%。对比可知，农业节水势在必行。各国实践研究也证明，农业节水切实可行且潜力巨大。另外，随着人们生活水平的提高，人们对花卉、树木等绿色植物的喜爱和种植越来越多，然而以前对花木的浇灌、施肥等工作都需要靠人工来实现，不能根据植物正常生长所需要的水分、温度来实时调节植物生长环境的参数，不利于花木的成长以及资源的高效利用。综上所述，当前加大技术投入，使环境控制高度自动化与智能化是现代浇水系统发展的必然趋势。 二、前人花园浇水智能控制系统研究成果 灌溉自动化始于20世纪30年代，二次世界大战前，法国研制了一系列用以实行渠系自动化运行的水力自动闸门，并提出了一套比较完整的自动化灌溉控制方法，开了自动化灌溉的先河。20世纪50年代以来，随着电子学和计算机技术的应用和发展，利用电子设备、计算机设备和程序控制的灌溉智能化技术也得到了同步发展，并在法国、美国、日本等发达国家乃至一些发展中国家得到了日益广泛的应用和发展。[2] 世界上智能灌溉工程实施比较好的国家有以色列、法国、美国等。这些国家现代温室的研究起步早、发展快，对综合环境控制技术水平相对较高。目前，他们采用先进的节水灌溉制度，由传统的充分灌溉向非充分灌溉发展，对灌区用水进行监测预报，实行动态管理，监测土壤情况和作物生长，开发了一系列功能强大的数字式灌溉控制器，并广泛应用。目前，世界上最先进的灌溉智能化技术是在微灌技术的基础上，按照技术集成和机械化程度，增加对土壤、作物长势情况、温度等生长环境因素等的监控和检测，用精确的灌溉设施及技术实
毕业论文盆花自动浇水系统
题目盆花自动浇水系统的设计与实现 学生 ***** 学号 1013014014 所在学院物理与电信工程学院 专业班级电子*** 指导教师 ******** __ _ 完成地点理工学院 2014年 6月16日
盆花自动浇水系统的设计与实现 ［摘要］水本次设计的盆花自动浇水系统用STC89C52RC单片机为主控芯片，用DHT11温湿度传感器进行土 壤温湿度的检测，用时钟芯片DS1302进行定时控制，并通过雨水检测器进行雨水检测，再将温湿度采集结果及 当前时间在LCD1602显示屏上进行显示。如遇雨天自动停止浇水，否则若湿度低于设定的下限值时，单片机输 出一个控制信号，蓝灯亮，继电器工作，开始浇水；若湿度高于上限值时，单片机输出一个控制信号，蓝灯灭， 继电器关闭，停止浇。 [关键词]STC89C52RC ；温湿度传感器DHT11 ；时钟芯片DS1302 ；液晶显示器LCD ；继电器 目录 引言 (1) 1 设计方案选择 (3) 1.1温湿度检测模块 (3) 1.2显示模块 (4) 2 主要元器件介绍 (5) 2.1STC89C52单片机 (5) 2.2DHT11温湿度传感器 (6) 2.3液晶显示器LCD (8) 2.4DS1302时钟芯片 (10) 3 硬件电路设计 (13) 3.1晶振电路 (13) 3.2复位电路 (13) 3.3DHT11温湿度传感器模块 (13) 3.4LCD显示模块 (14) 3.5定时器模块 (14) 3.6按键模块 (15) 3.7雨水检测器模块 (15) 3.8继电器电路 (15) 4 软件设计 (17) 4.1土壤温湿度的检测与浇水控制系统 (17) 4.2定时器的设置与浇水控制系统 (17)
花卉自动浇水系统设计与实现文献综述
xxxxxxx大学 专业文献综述 题目: 花卉自动浇水系统设计与实现综述 姓名: xxx 学院: xxxxxxxxx学院 专业: 电子信息科学与技术 班级: xxx 学号: xxxxxxxxx 成绩： 指导教师: xxx 职称: 2015 年12 月1日 xxxxxxxx教务处制
盆花自动浇水系统设计与实现 作者：xxx指导教师：xxx 摘要：针对盆栽植物浇水不及时、缺乏浇水管理导致植物生长不健康的情况，将单片机测控技术应用于盆栽植物的浇水过程中，以单片机为核心的花盆土壤湿度控制系统。采用土壤湿度传感器实时检测花盆土壤湿度，单片机根据花盆土壤的湿度值判断植物是否需要进行浇水，通过控制继电器进而控制电磁阀实现自动浇水的功能。控制系统还具有报警功能，当花盆水箱水位低于设定值时，能够及时提示为水箱加水。 关键词：单片机花盆土壤湿度湿度传感器 Potted flower design and implementation of automatic watering system Author: xxx Tutor: xxx Abstract：For potted plants is not timely, the lack of water management in plant growth is not healthy, single-chip microcomputer measurement and control technology was applied to water plants in the process of flower pot soil moisture with the single chip processor as the core control system. Real-time detection flower pot soil moisture using soil moisture sensor, microcontroller based on the flower pot soil humidity value judgment whether the need for watering plants, water automatically by the control relay and control electromagnetic valve function. Control system also has alarm function, when the flower pot water tank water level is lower than the set value, can be timely reminder to the tank with water Key words: Single Chip Microcomputer，pot，Soil moisture,Humidity sensor 1.花盆土壤湿度控制系统设计背景及意义
基于-单片机智能浇花系统设计实现
基于单片机的智能浇花系统的设计与实现 摘要 随着社会的发展，人民越来越注重环境质量。养殖花卉成了首要选择，在家养殖可以怡情操，丰富生活。同时花卉可以通过光合作用吸收二氧化碳释放氧气同时还可以净化空气，而且花卉还可以吸收有毒物质例如刚装修的房屋里的苯、甲醛等。因此越来越多的人喜欢养殖花卉。本文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，启动浇花之前先有蜂鸣器报警，按时按量的供水是完成每天在限定的时间自动启动水泵浇花，按照各种花卉所需水量的差别，使用一个按钮装置来控制给水的时间，也就是电磁阀开启和闭合的时间，其余时间水泵不转，不会有水流通供给补水；按照温度、湿度来严格控制给水主要用到的是SLHT5-1 土壤温度、湿度传感器，如果传感器检测温度、湿度都达不到规定的要求，就开始浇花，达到了规定的温度、湿度就停止浇花。该系统既能按时、按量的给花卉浇水，还可以为节约水资源，从而让花卉更好的生长。关键词：单片机；智能浇花系统；传感器；
Abstract With the development of society,people pay more and more attention to environmental quality.Flower cultivation has become the first choice,in farming can Tao Yi sentiment,enrich life.At the same time,flowers can absorb carbon dioxide through photosynthesis release oxygen also can purify the air,and the flower also can absorb toxic substances such as just decoration house of benzene and formaldehyde.So more and more people like to breed flowers.This paper designs a kind of intelligent humidity sensing watering system.The systemwith AT89S52 single chip computer as control chip,first started watering the flowers before thebuzzer alarm,timing quantitative watering is to pump water the flowers every day to open automatically at a specified time,according to the different flowers need different quantity of water,with a button to set the watering time length,i.e.,the solenoid valve open time,the rest of the time the pump does not turn water can not flow through,according to water the flowers;humidity control is to use a SLHT5-1 soil moisture sensor,when the detected humidity did not reach the setting humidity,began to water the flowers,to the setting humidity stop watering.This system can not only on time,according to the amount of give flower watering,can alsosave water resources,so as to make flowers grow better. Keyword: MCU;intelligent watering system;sensor
自动浇花系统的设计毕业论文
XXX大学 本科生毕业论文 题目自动浇花系统的设计 系别电子信息科学与技术 班级 xxx 姓名 xxx 学号 1246332xx 答辩时间 2016年 5月 xxxx大学计算机与信息工程学院 目录 1 自动浇花器的研究现状 (2)
2 系统设计的研究方法和手段 (2) 3 系统硬件简介 (2) 3.1单片机的最小化系统 (2) 3.1.1 AT89C51单片机的基本组成 (3) 3.1.2 AT89C51单片机的存储器 (3) 3.1.3 振荡电路和时钟 (4) 3.2LCD1602简介 (5) 3.2.1 LCD1602的基本参数及引脚功能 (5) 3.3ADC0832的简介 (7) 3.3.1 ADC静态特性 (8) 3.3.2 ADC动态特性 (8) 3.3.3 ADC性能测试 (9) 3.3.4 常用ADC芯片概述 (9) 3.3.5 ADC0832模数转换原理及主要技术指标 (10) 3.3.6 主要特性 (10) 3.3.7 部结构 (10) 3.3.8 外部特性（引脚功能） (10) 3.3.9 ADC0832的工作过程 (11) 3.3.10 ADC0832与单片机的接口电路 (11) 3.4土壤湿度检测模块 (12) 3.4.1 比较器LM393 (13) 3.4.1.1 LM393主要特点： (13) 3.4.1.2 LM393引脚图及部框图 (13) 3.5报警及电机驱动 (15) 4软件设计 (15) 4.1主程序流程图 (15) 4.2显示模块 (18) 4.3AD转换模块 (19) 4.4湿度检测模块 (20)
5. 结论 (21) 辞 (24) 附录1 原理图 (25) 附录2 参考程序 (26)
文献综述-自动浇花系统
本科毕业设计（文献综述） 题目自动浇花系统的设计 姓名刘富强 专业自动化 学号 201042048 指导教师赵明冬 郑州科技学院电气工程学院 二○一四年五月
自动浇花系统的设计文献综述 1 前言 现在生活中，随着人们生活水平的提高，人们对花卉、树木等绿色植物的喜爱和种植越来越多，在家里养盆花能够陶冶情操，使生活多姿多彩。而且，盆花通过光合作用能吸收二氧化碳，净化空气，在有花草的地方空气中阴离子聚积较多，所以空气也会特别清新，另外，有许多花木还可吸收空气中的有害气体，因此，如今许多的人喜爱养盆花。随着我国房地产的发展，近年来出现高档住宅社区和别墅区，一部分拥有了私家花园，家庭式的浇灌在国内也没正式的起步，和人们现在的生活压力大，没有时间来照看自己家的花卉和小草，但是人们现在生活的环境中太多的电子产品，影响我们的身体健康，所以我们不得不养些花花草草的，还可以陶冶一下情操。[1]然而以前对花木的浇灌、施肥等工作都需要人工来实现，由于现代生活节奏的加快，人们往往忙于工作而忘记定期、及时的为花卉补充水分及养料，或者由于放假回家而将花放办公室等处没人管理导致花木枯死。水是植物生存、生长的最基本的需要.花卉生长所需的水分，大部分是从土壤中吸收来的，保持土壤适当的含水量，是花卉正常发育和获得更高观赏品质的必要条件。常见的花卉按其需水习性和对不同水分环境的适应能力，可分为水生花卉、湿生花卉、中生花卉和旱生花卉四种。不同的花卉我们需要浇的水量也不一样。不同的花卉需水量不同，相同的花卉在不同的生长阶段所需的水量也是不尽相同的。花卉对土壤水分的要求在各生长阶段不同而不同。我们要根据花卉的生长季节及生长期合理安排。综上所述，盆花的合理浇水就显得尤为重要。[2] 随着自动化设备的不断完善，各种自动浇花装置也不时的涌入社会。根据土壤湿度传感器设计的花卉自动浇水系统能根据作物及其不同生长阶段对环境条件的具体需要，随时调整控制花卉土壤湿度，让花卉能良好生长。 2 自动浇花系统的设计要求
机械设计制造及其自动化：自动浇花设备的设计
自动浇花器的设计 [摘要] 花草养殖是人们日常生活的重要组成部分，如何更加方便，合理的进行植物养殖成为了智能家居设计的一个焦点。 本系统为基于STC12C5A60S2单片机的智能浇花系统。主要由温、湿度采集、土壤湿度采集、光照强度采集、人体红外感应模块、语音提示、浇水六大模块组成。实现全天周期性的对植物周围环境的温度、湿度、光照强度信息进行抽样提取，并结合植物土壤的湿度判断天气情况、浇水时间及浇水量，最后控制电机定量浇水。该系统能根据实际情况，合理的浇水，既节约了水资源，又能让植物更好生长。 [关键词] 温、湿度采集；光照强度采集；人体红外感应；语音提示；水 量控制
The design of automatic watering the flowers [Abstract] Culture of flowers and plants is an important part of People's Daily life, how to more convenient and reasonable for plant breeding has become a focus of the smart home design. This system based on STC12C5A60S2 single-chip microcomputer intelligent watering the flowers. Is mainly composed of temperature and humidity collection, sampling, light intensity, soil humidity, human body infrared sensor module, voice prompt, water of six modules. Implementation periodically throughout the day to the plant environment temperature, humidity, light intensity information of sample extraction, and combining the water plant soil humidity judgement about the weather, time and water quantity, water finally quantitative control motor. The system according to the actual situation, the reasonable water, saves the water resources, and can make plants grow better. [The Keywords]Temperature and humidity acquisition; Light intensity acquisition; The human body infrared induction; Voice prompt; The amount of water control
自动浇花控制系统的设计(简版)分解
学位论文独创性声明 本人郑重声明： 1、坚持以“求实、创新”的科学精神从事研究工作。 2、本论文是我个人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果。 3、本论文中除引文外，所有实验、数据和有关材料均是真实的。 4、本论文中除引文和致谢的内容外，不包含其他人或其它机构已经发表或撰写过的研究成果。 5、其他同志对本研究所做的贡献均已在论文中作了声明并表示了谢意。 作者签名： 日期：2014-05
本设计是基于MSP430G2553单片机设计的小型自动浇花控制系统。它的工作原理是通过土壤湿度传感器检测到土壤的相对湿度，传输到单片机进行信息处理，将所测湿度值与设定湿度值对比，当大于设定湿度时，单片机输出控制信号，控制继电器开关吸合，继而启动水泵，实现自动浇花，当低于设定的湿度值，则停止浇花。本系统浇灌方式智能，合理，能够在无人照看的情况下科学的对植物进行浇灌，避免植物因无人照料而枯死。 关键字：MSP430G2553单片机; 土壤湿度传感器; 自动浇花 Abstract This design is a small automatic watering control system,which is based on MSP430G2553 microcintroller . The operating principle of this system is to detect the relative humidity of thr soil by soil moisture sensor,and then sent to the microcontroller for information processing , then comparing moisture measurement value with the given humidity, the microcontroller outputs a control signal for controlling the relay switch , when measurement value is greater than the set value , then start the pump to water the flower automatically.When the humidity is below the set value ,then stop watering.The way of this watering system is intelligent and reasonable.It can watering plants scientifically in case of possible unattended to avoid plants due to unattended dead. Key words: MSP430G2553 microcontroller ; soil moisture sensor ; Automatic watering
基于单片机的自动浇花装置
基于单片机的自动浇花装置 摘要：本文主要介绍了一种可以定时的自动浇花装置，这个装置安装着水泵和定时系统，该装置运用的是自动浇水，浇水可以做到覆盖全面、水分适量，可以实现在主人无暇照顾植物的情况下对植物进行科学浇水，防止植物因缺水而干枯。本文首先介绍了花卉、植物的生存习性，只有掌握了这些信息，设计定时自动浇花装置才更有意义，然后介绍了该定时自动浇花装置的工作原理以及装置组成，希望对其他人员的继续探究有所帮助。 关键词：单片机；定时；自动浇花装置 在空闲时间，我们都喜欢养殖一些花卉来供我们欣赏，但是植物也有植物的生存特性，无论什么植物都需要按时补充水分，不同植物依照自己生存的环境，需要补充水分的时间间隔也不同，一般情况下，大部分植物都需要我们每天按时给它们浇水，如果遇到我们出差或者长时间忘记浇灌植物，那么植物就可能会因缺水而枯死。现在市场中销售的浇花装置大多是手动浇花装置，定时的自动浇花装置比较少，一些浇花系统采用的是雨幕式大范围浇灌方法来给植物补充水分，这种方法有一定的坏处，它会导致植物因长时间积水而腐烂。 一、自动浇花装置的设计意义 （1）可以实现在我们没有时间顾及植物的情况下，自动给植物补充水分，依照植物的生存习性，来确定植物需要的水量，可以提前设定不同植物的浇水次数，合理控制浇水量，然后再根据植物所处的环境这一因素，合理进行植物浇灌。（2）自动浇花装置对植物浇水使用的是细管浇水的方法，在给植物浇水时把细管缠绕在植物的各个枝蔓，保证不阻碍植物的生长，同时又能保证植物的每个枝蔓都可以补充道适当的水分，这样既达到了植物浇水的最佳效果，又能避免植物部分位置长时间积水。 二、花卉、植物的一般生长习性 大自然因为有五颜六色的花卉和植物而变得五彩缤纷。如同人一样，花卉和植物也有自己的生存习性，不同的花卉和植物的生长习性也不同。但是尽管如此，我们也可以从中找出花卉和植物的一些普遍都有的生存习性。第一是无论什么类型的花卉和植物，它们的生存都离不开阳光、空气、水和养料等生长要素。第二是不同类型的花卉、植物对于土壤的温度、湿度、养料的需要是不同的。第三是
自动浇花系统
自动浇花系统 This manuscript was revised by the office on December 22, 2012
自动浇花系统 随着社会生活的进步，人们的生活质量越来越高。在家里养盆花可以陶冶情操、丰富生活。同时，盆花通过光合作用可吸收二氧化碳，净化室内空气，在有花木的地方空气中阴离子聚积较多，所以空气也特别清新，而且有许多花木还可吸收空气中的有害气体，因此，养盆花如今被许多的人所喜爱。 盆花浇水量是否能做到适时适量，是养花成败的关键。但是，在生活中人们总是会有无暇顾及的时候，比如工作太忙或者出差、旅游等。花草生长问题80%以上是由花儿浇灌问题引起；好不容易种植几个月的花草,因为浇水不及时，长势不好，用来美化家园的花草几乎成了“鸡肋”；不种植了吧，家中没有绿色衬托感觉没有生机；保留吧，花草长得不够旺盛，还影响家庭装饰效果。虽然目前市面上有卖盆花自动浇水器的，但价格十分的昂贵，并且大多只能设定一个定时浇水的时间，很难做到给盆花适时适量浇水。也有较经济的盆花缺水报警器，可以提醒人们及时的给盆花浇水。可是这种报警器只能报警，浇水还是需要人们亲自动手。当家里无人时，即使报警也无人浇水，就起不到应有的作用了。因此，我想通过设计一种集盆花土壤湿度检测，自动浇水以及蓄水箱自动供水于一体的盆花自动浇水系统。让盆花在人们无暇照顾时也能得到及时的浇灌。 自动浇花器的诞生背景及国内外发展现状 微喷系统是近几年利用国内外先进技术组装的新型灌溉设施，主要是利用水流通过低压管道系统以一定速度从特制的喷头喷出，在空气中分散成细小的水滴，着落在花草植物、作物及周围的地面上，从而达到及时补充水分的目的。该系统具有用水量少、冲击力小的灌溉特性，适用于栽培密度大、植株柔软细嫩的植物。自动浇花器的诞生是随着人们生活水平的提高和生活节奏的加快而诞生的一种懒人园艺用品。它把微喷的概念应用于家庭盆花浇灌中，通过相应的改进，达到合理给盆花自动浇水的目的。
自动浇花器设计说明书
西南交通大学 机械综合设计 I设计说明书 设计题目：自动浇花器 学生姓名： 学生学号： 所在班级： 指导老师：刘光帅 2013年 06月
目录 引言 (1) 1选题背景 (2) 1.1问题的提出 (2) 1.2文献综述（即研究现状） (2) 1.3设计的技术要求及指标 (2) 2机构选型 (3) 2.1设计方案的提出 (3) 2.1.1 传动方案 (3) 2.1.2 排水装置 (4) 2.2设计方案的确定 (5) 3尺度综合 (6) 3.1机构关键尺寸计算 (6) 3.1.1 活塞部分的尺寸计算 (6) 3.1.2 凸轮部分的尺寸计算 (6) 3.1.3 电机部分的规格确定 (6) 3.1.4 定时器部分的规格确定 (6) 3.2 机构关键尺寸优化 (7) 4受力分析 (8) 4.1机构动态静力描述 (8) 4.2机构动态静力变化曲线描述 (10) 5机构建模 (10) 5.1机构运动简图及尺寸标注 (10) 5.1.1 活塞部分的简图及尺寸标注 (10) 5.1.2 上壳部分的简图及尺寸标注 (11) 5.1.3 凸轮机构的简图及尺寸标注 (11) 5.2机构关键构件建模过程 (12) 5.2.1 凸轮建模 (12) 5.2.2 标准件建模 (17) 5.2.2.1 活塞的建模 (19) 5.2.2.2 其他零件的建模 (20) 5.3机构总体装配过程 (21) 5.3.1 机构总体的装配 (21) 5.3.2 爆炸视屏的制作 (28) 6机构仿真 (31) 6.1机构仿真配置 (32)
6.2机构仿真过程描述 (32) 6.3仿真参数测量及分析 (32) 6.4仿真中存在的不足 (33) 7设计总结 (33) 8收获及体会 (34) 9致谢 (34)