基于51单片机的智能浇花系统

论文总字数：34535字

目 录

1 绪论 1

1.1 研究背景及意义 1

1.2 研究现状 2

1.3 设计任务内容 2

2 系统的总体设计 3

2.1 设计原则 3

2.2 整体结构 3

2.3 设计目标 4

3 系统的硬件选型 5

3.1 控制器的选取 5

3.2 土壤湿度传感器选取 6

3.3 温湿度传感器的选取 7

3.4 A/D转换模块的选择 8

3.5 显示器的选择 9

4 系统的硬件设计 10

4.1 单片机最小系统 10

4.2 ADC0832接口电路设计 11

4.3 土壤湿度传感器与光敏电阻电路接口电路设计 12

4.4 温湿度传感器接口电路设计 13

4.5 LCD液晶显示屏接口设计 13

4.6 按键电路设计 14

4.7 声光报警电路设计 14

4.8 继电器控制水泵电路设计 15

5 系统软件设计 16

5.1 系统主程序设计 16

5.2 按键程序设计 16

5.3 A/D转换子程序设计 17

5.4 声光报警及水泵启动程序设计 17

6 系统测试 19

6.1 程序下载 19

6.2 测试系统的运行 19

6.3 测试浇水功能 20

6.4 系统的稳定性测试 21

7 总结 22

参考文献 23

致 谢 24

附录 25

基于51单片机的自动浇花系统设计

刘汝传

，China

Abstract: With the improvement of people's living standard, people's pursuit of material gradually rise to the enjoyment of the spirit of the level, in the face of chaos in the world, many people choose to use flowers and grasses to resolve the pressure, potted flowers can not only decorate the room, more beautiful, but also can purify the air, it is good mood, but often people's work is busy Sometimes no time to take care of flower plants, often forget to water the flowers, resulting in the beautiful flowers and withered. In view of the above problems, this paper intends to design a device that can automatically water the flowers, can monitor the humidity of the soil in real time, monitor the ambient temperature and humidity and illumination intensity, control the running of the pump according to the comprehensive environmental factors, and realize the function of automatically watering the flower. In this paper, firstly, according to the requirements and characteristics of the automatic watering system, the system structure is designed from the whole, then the components of each module are introduced in detail, and a set of automatic pouring flower system based on 51 single-chip microcomputer is designed. As the selection of soil moisture sensor and photoresistors is analog signal output, the need to increase A/D conversion circuit, can directly transmit the signal to the SCM identification. The design also increased the key to set humidity and other parameters threshold, in the soil moisture below the threshold and to meet the illuminance set threshold, the system will be controlled by the relay to start water pump water, to prevent plant shortage. In addition, the use of LCD LCD screen, real-time display of soil moisture and ambient temperature and humidity, illuminance value. Finally, through the combination of software and hardware debugging test, proved that the system design reasonable, and low cost, reliable operation, good compatibility.

Keywords: single chip microcomputer; temperature and humidity detection; automatic flower-pouring

1 绪论

1.1 研究背景及意义

自改革开放以来，我国进入了高速发展的快车道，社会经济发展越来越快，人们的生活水平也日益提高，随着生活压力的增加，人们在不断寻求排解压力的方式，其中许多人会对花草树木感兴趣，不仅仅是植物能够净化空气，更以为美丽的花朵而吸引人们，目前，花卉市场非常庞大，公司白领等人群对于自己种植花朵的需求非常强烈，但是往往这类人群工作压力大，无暇照顾花朵，导致这些植物经常缺水，影响生长。而对于美丽的花朵植物来说，往往比较较弱，需要精心呵护，因此导致人们的工作与花朵的呵护产生矛盾。如果能够使用一种自动浇花的装置，实现自动浇水功能，便可以满足花朵对水分的需求，并能够避免人们浇水的烦恼。针对自动浇花问题，市面上也出现了许多的自动浇花系统，但是由于价格都比较贵，并且功能还不太完善，未能够推广使用。

随着电子技术的不断发展，大规模集成电路已经在许多智能控制领域开始运用，自动控制技术也随着数字电子技术的发展，得到了进一步发展。在微控制器下的各种检测设备，应运而生，代替了大量的的人工劳动，也为工业发展提供了极大地便利，正因如此，人们的生活水平也随着自动化控制技术的提升有了质的飞跃，以前在恶劣环境下进行高强度作业的情况越来越少，取而代之的是大型机械设备的制定化控制运行，极大地解放了人类劳动力，目前，智能控制已经成为自动化控制的主流发展方向，传感器的应用使得机器设备具有了，像人类感官似的器官，能够对外界事物进行感知，通过控制器，进行数据处理分析，最后由控制器发出决策命令，完成一系列的操作，这些功能得益于智能控制技术的发展，目前多传感器融合技术，与大规模集控技术的发展，使得人们可以足不出户，便可以控制车辆自动出库，节省大量的时间，也能够轻松实现自动浇花等功能，

现代电子技术正在慢慢的改变人类的生活方式，使人们的生活变得更加智能也更加有趣。智能控制技术的发展，离不开他们的核心控制器的发展，目前，使用较多的当属单片机、可编程控制器PLC、数字处理器DSP等，这些智能控制器，在不断的发展创新中，变得越来越集成化，功能也越来越强大，这些控制器已经广泛应用于智能控制领域，并且表现出优秀的功能，比如PLC在工业控制领域，由于抗干扰能力极强，并且顺序执行语句，令其稳定性非常好，受到了工业生产的欢迎。对于单片机来说，由于其成本更低，功能也是非常强大，在电子设备等领域也占有非常高的地位，在智能电子产品众多的情况下，单片机是新一代控制器的灵魂，不仅依靠通用的开发语言而非常容易上手，而且其价格非常低廉，在小型检测控制设备上又不凡的表现，由于它的低功耗性能，也在众多仪器仪表中得到运用。

鉴于人们对自动浇花系统的需求以及自动化技术的发展，本次设计将智能控制与浇花系统结合起来，设计一套自动浇花系统，此系统可以通过土壤湿度传感器、温湿度传感器、光敏电路以及A/D转换模块实现土壤湿度、环境温湿度、光照强度的检测，并根据土壤湿度以及光照度两个因素数值，来判断是否开启水泵浇水，防止花朵缺水枯萎。基于51单片机的自动浇花系统能够减少人们的生活负担，可以有效解决植物的栽培问题，提高人们的生活品质，具有很强的现实实用价值。并且成本低廉，使用方便，易于推广使用。

1.2 研究现状

土壤湿度的检测技术随着土壤湿度传感器的发展而得到了广泛应用，在农业生产领域运用极广，温湿度检测技术也在不断发展，随着电气自动化技术的不断发展，微处理器技术的应用使得土壤湿度以及空气的温湿度检测技术有了巨大提高，同时也促进了农业自动化控制系统的发展，智能农业控制系统不断向小型化、智能化的方向发展。由于微处理器的功能和处理速度不断加快，温湿度等参数的检测处理速度也变得越来越快，检测精度不断提高。开发人员也设计出了相应的人机交互界面，提高了数据的可读性和操作性，依据土壤湿度传感器等而实现的自动浇花系统，也在市场上得到了广泛应用。

国外对于自动浇花系统的研究开展较早，其在农业自动化系统设计中，有着先进的自动检测技术，在精度和可靠性方面都有良好表现。广泛应用于农业种植、高级花卉种植生产中，其中比较有代表性的自动浇花系统有E H 公司推出的Prosonic FMU 90/95系列；德国VEGASON公司的50系列等均采用微处理器技术实现高精度采集。随着数字电路技术的不断发展，通信技术促使土壤湿度检测、温湿度采集技术不断朝着无线自动检测方向发展，不同的通信协议也促使自动浇花系统的实时性和准确性有了大幅提高。

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