一个家用自动浇花系统设计论文

一个家用自动浇花系统的设计摘要本系统以at89c52单片机为主控制器，利用温度传感器ds18b20、光敏电阻、湿度传感电路来采集信息，对其进行分析处理驱动电磁阀动作，实现定时和按需浇灌功能。实现了花卉在无人看护的情况下，及时补充水分所需。

关键词at89c52ds18b20光敏电阻传感器

现代生活中，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，往往在家中或办公室点缀以名贵品种的花木，以提高生活的品味。然而以前对花木的浇灌、施肥等工作都需要靠人工来实现，由于现代生活节奏的加快，人们往往忙于工作而忘记定期、及时地为花卉补充水分，或者由于放假回家而将花放在办公室没有人管理导致花木枯死。基于以上原因设计了一个家用自动浇花系统。

一、系统功能介绍

定量浇花。实现每天在规定的时间自动打开电磁阀浇花，根据不同的花卉所需水量不通，用一个按钮来设置浇花时间的长短（数码管显示）即电磁阀打开的时间，其余时间电磁阀闭合，水流不经过。

通过适度传感器检测湿度，当检测到的湿度低于设定的最低湿度值，就开始浇花，直到湿度达到规定范围内；当检测到湿度高于设定的最高湿度值时，即使其他情况都符合要求，也均不给水。

通过光敏电阻检测当前的光照强度，当有光照时，检测温度传感器是否达到上限值，若达到则检测温度，若未达到，则进行循环检测。

通过温度传感器检测温度，当温度达到自己设定限制时放水浇花，若温度未达到自己设定的限制则不给水。

二、硬件系统方案设计

根据实际需要，设计了一套温度、湿度和光照检测与控制系统，保证花卉在生长的各个时期有适宜的生长环境。硬件电路以at89c52单片机为核心，系统输入由采集土壤湿度传感器、光照传感器和温度传感器、信号处理电路、输出控制电路组成。软件采用c语言编程，采用模块式结构设计。整个系统的硬件结构如图1－1所示。

图1－1硬件结构图

1、土壤湿度传感器

土壤湿度是最重要和最常用的土壤信息，它是科学地控制调节土壤水分状况，进行节水灌溉，实现科学用水的基础。植物一般以土壤水分占土壤持水量的60%～80%时生长最好，快速准确地测定土壤水分对于探明植物生长发育期内土壤水分盈亏具有重要的意义。设计中利用土壤湿度传感器检测土壤水分。假如检测土壤水分高时，测量电路输出高电平；土壤干燥时，检测电路输出低电平。

2、光照检测电路

光照是作物生长的必要条件，是植物制造营养物质的能源，没有光的存在光合作用就不能进行，作物的生长发育就要受到影响。快速准确地测定作物生长环境的光照强度，对于探明作物生长环境状态是否为最佳，是否适宜作物生长，以便及时做出调控等具有重要的意义。

光照检测电路采用lm324作比较器，光敏电阻作感光元件，当光照强度弱时，光敏电阻的阻止增大，lm324输出高电平；当光照强大于一定值时，光敏电阻的阻止减小，lm324输出低电平。

3.温度传感器

温度高低直接影响植物的生长发育，大多数作物根区温度在20—30℃时生长最快。同时温度的高低也决定了土壤水分的散失的快慢。选用集成温度传感器ds18b20组为温度控制。它结构简单不需要外接电路，可用一根i／0数据线既供电又传输数据，并且具有体积小，分辨率高，转换快等优点，被广泛用于测量和控制温度的地方。本系统的温度界限值是通过按键实现的。

4、按键电路的设计

当有按键按下时，单片机检测到低电平，表示有键按下。s1为设置键，按一下该键后进入温度设定阶段；按第二下该键后进入时间设定阶段；s2为加一键；s3为减一键；s4为确定键，按下后确定设置的温度值和时间。

5、输出控制电路的设计

自动控制系统通过传感器对受控对象的有关参数信息数据的实时采集，经过数字化变换进入单片机cpu进行必要的处理，而后输出以驱动执行器件或机构产生相应的动作，直接推动被控对象来调整被测参量，最终目的以使受控参量始终处于要求值或范围内。具体控制电路主要由继电器和电磁阀组成，当单片机p2.4给出高电平，三极管导通，继电器接通，将开关吸合，电磁阀接通开始放水。

三、软件设计

整个程序分为两部分：一是定时浇水，二是自动浇水。

定时浇水：根据程序要求在规定的时间自动打开电磁阀，实现浇水，浇水量科举花盆的大小来定。

自动浇水首先是湿度检测，当土壤检测为干燥时，单片机打开继电器开始放水直至检测到土壤湿润后停止；当检测土壤湿润时，检测光照强度。当光照强度较弱时，会循环检测光照强度；若光照强度强则继续检测温度。这里的温度值是通过按键设定的，当温度高于设定值时，单片机控制继电器打开电磁阀放水，放水10s中后停止放水。实现了花卉在无人看护的情况下，及时为其提供所需水分。

四、结束语

家用自动浇花系统设计给出了一般花卉的光照、温度、水量的参数控制，对于不同的花卉以上参数根据实际情况进行调整，使其控制达到最佳状态。

参考文献：

［1］谢维成，杨加国.单片机原理与应用及c51程序设计（第2版）.清华大学出版社，2009.

［2］