基于单片机的智能浇花系统设计

基于单片机的智能浇花系统设计

摘要: 这篇文章设计的是基于AT89C51单片机的智能浇灌系统。通过传感器来检测土壤湿度、周围环境温度并传送到单片机，由单片机判断是否与设定范围相符合来控制系统是否进行工作。根据每样植物的需水量不同，开始设定的值就不同，通过湿度传感器HA2001来检测土壤湿度，如果低于设定值就启动系统进行灌溉，到了湿度正常的时候就停止工作。这种定量的浇灌方式，既能够节省水资源又能利于植物健康生长。

关键词：AT89C51单片机；湿度传感器HA2001；智能浇灌系统

一引言 1

1.1选题背景 1

1.2选题意义及目的 2

1.3主要研究的内容 2

二方案总体设计与论证 2

2.1总体设计 2

2.2方案论证 3

2.2.1主控芯片的选择 3

2.2.2 A/D转换 4

2.2.3 湿度传感器的选择 4

2.2.4 温度传感器的选择 5

2.2.5 显示器的选择 6

2.2.6 方案总结 6

三系统硬件电路的设计 7

3.1单片机的设计 7

3.1.1 AT89C51引脚功能设计 7

3.1.2 AT89C51的内部结构与其功能设计 9

3.2 单片机最小系统设计 9

3.2.1 单片机时钟电路 9

3.2.2 单片机复位电路 10

3.2.3 单片机最小系统电路 11

3.3A/D转换与接口电路设计 11

3.4 传感器电路设计 13

3.4.1湿度传感器电路设计 13

3.4.2 温度传感器电路设计 15

3.5 信号调理电路设计 16

3.6 电源电路设计 17

3.8 按键电路设计 18

3.9 报警电路 19

四系统软件设计 20

4.1软件开发环境 20

4.2软件程序设计 20

4.2.1 湿度转换程序 21

4.2.2温度转换程序 22

4.2.3 A/D转换程序 24

4.2.4 按键处理程序 25

4.2.5 报警程序 26

4.2.6 数码管显示程序 27

五系统调试 29

5.1硬件系统的调试 29

5.2 软硬件总体调试 30

六总结 30

参考文献 32

一引言

1.1选题背景

水是生命的开端，是万物生存所必须具备的条件。地球拥有大约5∕9的面积的水，但是97%都是海洋水，意味着不可以直接食用，而剩下的3%的淡水里，也只不过有1∕3能够提供给动植物生存。可见水是多么珍贵。生活中浪费水的种种迹象遍地可见，就针对农植物灌溉这一方面来说，如果控制不好用水量，不仅是对水资源的透支而且还会对植物造成伤害。然而人们对农植物灌溉的用水量都不能够准确地把握好，往往会使用漫灌这种粗放的灌溉方式，这种方式极为不合理。每一种农植物需要灌溉的量都基本不同，每一种农作物在生长的各个阶段所需要的灌溉也有差异，所以无论是对于大型的农作物灌溉还是在家种植盆栽，灌溉的用水量要能够控制好，既不能浪费也不能让植物缺水，因此对于灌溉的监测和控制就十分的有意义。

虽然早在20世纪60年代的时候以色列就发明了滴灌技术，随着这项技术的发展和完善，以色列农业在世界上创造了一个沙漠世界的农业“神话”，但是这项技术也并不是十分“完美”。滴灌灌溉还是有一些不满足的地方，就比如说滴灌的滴头流水量相对的比较小，容易使植物根部积累比较多的盐分；滴灌的均匀度和植物所需的水分得不到良好的控制；另外滴灌设备基本用在大型的种植场地当中，因此对于新型的浇灌技术也就有了越来越高的要求。

如今随着科技的飞速发展，智能化已经基本普及全球，我们身边的智能家电、智能设备无处不在，而这些智能化的功能最主要的就是依据单片机来实现。单片机是一种集成电路芯片，因为其体积小、质量轻、性价比高等优点迅速渗透到我们身边各个领域当中去，然而单片机也确实能在各个领域都展现其强大的功能。采用单片机来控制和检测物理量是一种既灵巧又易懂实用的方法。

因此，本课题就围绕应用于浇灌盆栽的基于单片机的智能浇灌系统展开研究的工作。

1.2选题意义及目的

单片机和传感技术在当今发展的如火如荼，自动检测行业也有了相当大的变化，单片机终会以其良好的性价比逐步取代传统的对湿度的检测和控制。本文设计的智能浇灌系统会采用51单片机、传感器、按键等一些元器件设计一个简单的模拟系统，这个系统将以单片机为核心，并且由测量电路、键盘电路、显示电路、报警电路等硬件部分组成。

单片机根据你输入的湿度值作为参考，获取传感器的湿度然后判断是否低于你的设定值来判断是否需要进行灌溉，能够做到实时地监控湿度。利用单片机的扩展性可以在这检测湿度的系统基础上增加对温度、光照的监控也并不难，是一种比较智能又便利的方法。这样在养殖盆栽植物的时候就会更加科学，不会因为水浇多浇少而烦恼。

1.3主要研究的内容

本文将信息采集、传输、存储、处理等技术融合为一体，将各种参数的监控与单片机的功能相结合，可以实时、自动的进行湿度以及其他物理量的检测，并且自动记录数据，与设定值进行比较之后可以调节湿度等物理量，满足盆栽植物所需要的水分以及合适的温度，对比传统的浇灌方式来说的话，将会有以下一些优点：智能型的传感器可以进行完整的互换，在标准环境里面可以不需要校准；依据这个系统可以准确地给植物灌溉水量，有利于植物生长；单片机提高了可靠性和实时性；依据单片机的扩展性还可以增加对温度、光照的检测。

参考文献

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