自动浇花系统的设计
-152- 科学技术创新2019.09
自动浇花系统的设计
孙景伟丁学用
(三亚学院理工学院，海南三亚572022)
摘要：随着科技的发展和社会的进步，越来越多的人们喜欢在办公室、阳台等地方养殖盆栽等小型的植物，然而，自动浇花 系统的出现，给人们的日常生活提供了很大的方便，它可以通过单片机的程序控制来解决给植物浇水的问题。本系统主要由 AT89C51单片机、电源、电磁继电器、YL-69 土壤湿度传感器.LCD 1602显示屏五大模块组成。首先由YL-69 土壤湿度传感器把检 测到的土壤湿度值发送给AT89C51单片机，然后用LCD 1602显示屏来显示当前数值，再经AT89C51单片机将湿度传感器输入 的数据与提前设定好的湿度上下限阈值做比较；若土壤湿度值低于设定的“最小阈值”,蜂鸣器发出蜂鸣警报土壤干燥需要浇灌， 此时单片机输出口给继电器发出信号让线圈通电，常开融点闭合，水泵电路的电源导通，开始对植物进行浇灌。当浇水到一定程度 后，土壤当前湿度值大于我们设定的湿度“最大阈值”时，单片机会输出信号使继电器的常开触点断开，水泵电路电源关闭，停止对 植物浇灌。
关键词：自动浇花；湿度值;水泵电路
中图分类号:TP272 文献标识码：A 文章编号:2096-4390(2019)09-0152-02随着科技日新月异的迅速发展，各种技术都智能化、工业化 和军事化，与人们的日常生活联系越来越密切。所以自动浇花
花盆这类智能家居极其受到人们的关注，发展前景非常可观。 自动浇花系统将电子控制技术、计算机处理、通信技术、单片机 等整合运用,不仅降低了人力成本更提高了人们的经济效益。该系统主要针对于日常喜欢种花种草的人们，自主研发的
以自动定时定量浇水为基础的自动浇花系统。该系统采用自动 水泵灌溉技术，将古老的人工拿各种器械来浇水的工作方式升 级为不需要人工的自动浇花的工作方式,这样不仅节省了许多 的人工成本还让花卉全天候有最适宜的生长的环境。该系统除 了自动浇花外，还可以根据土壤湿度传感器来做到定时定量的 浇水。本课题的研究内容是基于以AT89C51单片机为核心的自 动浇花系统设计，目的在于让这类自动化产品给人们生产生活 带来了极大的方便，自动浇花器的诞生让完全智能化的随心养 花服务于大众，从而让养花的人们省去许多的精力。该系统通 过监测土壤的湿度从而实现来对花盆的定时定量自动浇水，以 此更好的养护花卉和降低养花的人工成本。1基本原理
系统整体框架结构图该系统的功能流程是:由YL-69 土壤湿度传感器把检测到 的土壤湿度值发送给AT89C51单片机，由LCD 1602显示屏显 示当前数值;再由单片机来判断此时的湿度值高于或者低于设 置的“最高阈值”或“最低阈值”。若土壤湿度值低于设定的“最低 阈值”，蜂鸣器发出蜂鸣警报土壤干燥需要浇灌，此时单片机输 出口给继电器发出信号使之线圈通电，常开触点闭合。水泵电 路导通，实现自动浇花的功能。系统整体框架结构图如图1所 示：图1系统整体框架结构图电源电路
AT89C51单
LCD1602 显示土壌检测片
L ——>醴鸣器机按键j=o
1.2方案比较
由于本课题信息处理工作量不大，所以选择用宏晶科技公 司的AT89C51作为控制芯片，成本低，开发周期短，配合其他的 专用芯片能够实现本课题所需的所有功能，在Proteus 仿真软件 中可以很好的看见效果。
其实除了使用AT89C51芯片这种方案还有另一种方案，那 就是基于FPGA 的VHDL 语言设计，但是用VHDL 语言编程很 难实现该系统的效果。FPGA 相比51单片机逻辑更加严密，集 成性更高、体积更为小巧，但由于不适合该系统的研究,所以没 有选择。
2系统的软件设计
为能让实物硬件正常工作还需要对各个硬件进行C 语言编 程，驱动各个硬件进行正常工作。接通电源后，程序会进入初始 化同时显示器上会显示开机画面。此时，我们设定的土壤湿度 上下限阈值和当前土壤湿度值就会在开机画面中显示。51单片 机会根据此时的湿度值判断是否需要对土壤进行浇水，若土壤 湿度值低于设定的“最小阈值”.蜂鸣器启动报警,继电器的常开
触点闭合使水泵电路导通，此时就会对花盆进行浇水。浇水到 一定程度后,土壤的湿度值超过我们设定的湿度“最大阈值”时, 继电器就会得到单片机的数据指令使常开触点断开，水泵电路 随之断开，同时也停止灌溉。实现对花盆的自动定量浇水叫用C 语言对接口程序的编写可以让系统的的数据交换变的 更为迅速。ADC083芯片的A/D 转换频率极其高,它的转换周期 仅有32微秒，这一特性让ADC0832 T 泛使用于各类集成电路 中。为了能更为方便的对程序进行移植，数据都以子程序的形 式在程序中生成。
Keil 软件内齐全的函数和能集成开发进行调试的工具，是
一个被广泛使用的软件。本次使用Keil 软件和Proteus 对系统进 行校正和调试。编译后调试运行程序，生成hex 文件后,用烧写
器直接烧写到AT89C51单片机中，从而进行系统软件仿真。该 仿真利用滑动变阻器来代替YL-69湿度传感器来模拟土壤的 湿度变化,相应的数值在LCD 1602上显示。
3硬件调试根据仿真以及电路原理图.将各元器件焊接在电路板上，并 将各个部分的程序烧录到AT89C51单片机中。将实物连接电 源，将土壤湿度传感器置于不同湿度环境下,观察水泵是否能正
作者简介：孙景伟(1988,8-),男，海南省三亚市人，讲师，硕士研究生。