采用AT89S52單片機(jī)的家庭智能澆花器設(shè)計(jì)方案

隨著人們生活水平的提高，花卉逐漸收到人們的青睞，陶冶情操，凈化空氣。利用單片機(jī)設(shè)計(jì)了一款家庭智能澆花器實(shí)現(xiàn)自動澆花，節(jié)省人力，方便人們出差的時候，不至于影響花卉的生長，如果在家也可以關(guān)斷澆花器，手動澆花。澆花器設(shè)置為兩種方式，一種是定時定量澆花，一種是根據(jù)濕度澆花。采用哪種方式是通過按鍵控制或者紅外遙控的，在采用定時定量澆花時，數(shù)碼管顯示時間和流水時間，在選用根據(jù)濕度澆花時，數(shù)碼管顯示是目前的濕度。

1 總體設(shè)計(jì)

利用AT89S52單片機(jī)設(shè)計(jì)了自動澆花器，針對不同的花卉，此智能澆花器設(shè)置為兩種方式：一是定時定量澆花，二是利用濕度傳感器檢測花卉(也可以用于蔬菜等)的濕度，采集的濕度傳送到單片機(jī)芯片，單片機(jī)根據(jù)濕度控制是否澆水，如果需要澆水，單片機(jī)的一個引腳p2.0置高電平，使繼電器線圈通電，敞開觸點(diǎn)閉合，打開電磁閥，實(shí)現(xiàn)定時定量的自動澆水，設(shè)定時間到，電磁閥自動閉合，并且水流時間可調(diào)，上面安裝了數(shù)碼管，并有一個按鈕根據(jù)不同花卉所需水量不同，設(shè)置澆花時間長短，在數(shù)碼管上可以顯示澆水時間的長短;如果檢測濕度足夠，p2.0仍保持為低電平，不打開電磁閥。采用哪種方式是通過按鍵控制或者紅外遙控的，在采用定時定量澆花時，數(shù)碼管顯示時間和流水時間，在選用根據(jù)濕度澆花時，數(shù)碼管顯示是目前的濕度。

該技術(shù)所采用的技術(shù)方案是：利用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)自動控制，首先檢測采用何種方式澆花，如果定時定量澆花，就在規(guī)定的時間開始澆花，按照設(shè)置澆花時間的長短進(jìn)行澆花;如果是根據(jù)濕度控制是否澆水就設(shè)置單片機(jī)1個引腳為低電平，濕度傳感器檢測濕度，傳送給單片機(jī)芯片，當(dāng)檢測到濕度不夠時，單片機(jī)這個引腳就變?yōu)楦唠娖?，把繼電器吸合，常開觸點(diǎn)閉合，使得電磁閥線圈得電，此時電磁閥門有閉合變成斷開，水流經(jīng)過，給花卉澆水。其結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2 硬件設(shè)計(jì)

硬件電路由單片機(jī)、濕度傳感器、繼電器、電磁閥、數(shù)碼管、1302芯片、按鍵、紅外遙控接收等組成。注意，電磁閥如果安放離單片機(jī)太近，將會造成無法正常工作，解決方法是：1)電磁閥遠(yuǎn)離單片機(jī);2)加入電阻電容。這里采用的是加入電阻電容的方法，這樣方便把元器件集中，所做控制器也比較小。智能澆花器的原理圖如圖2所示。

2.1 定時定量澆花方式

定時定量澆花是每天規(guī)定的時間開始澆花，設(shè)置澆花時長，比如1分鐘，1分鐘后停止?jié)不?。具體硬件：安裝了2個三位共陽數(shù)碼管和1個兩位共陽數(shù)碼管，用以顯示時間和澆花時間的長短。按鍵控制時間調(diào)整和時間設(shè)置調(diào)整，并有一個按鈕根據(jù)不同花卉所需水量的不同，設(shè)置澆花時間長短，在數(shù)碼管上顯示出來，1302芯片實(shí)現(xiàn)時間保持，斷電時不影響時間。

這里可假設(shè)每天早上7點(diǎn)20分自動給花卉澆水，澆花時間為1分鐘，到了早上的7點(diǎn)20分，單片機(jī)控制智能澆花器開始澆花，單片機(jī)p2.0引腳接繼電器，繼電器接電磁閥，電磁閥控制水流，到了7點(diǎn)20分，給單片機(jī)一個指令，setb 02.0，三級管導(dǎo)通，這樣繼電器線圈有電流經(jīng)過，對應(yīng)的常開觸點(diǎn)閉合，使得電磁閥線圈得電，此時電磁閥門由閉合變成斷開，水流經(jīng)過，給花卉澆水，1分鐘時間到，給單片機(jī)一個指令clr p2.0，這樣單片機(jī)p2.0引腳輸出低電平，三極管截止，繼電器線圈沒有電流經(jīng)過，常開觸點(diǎn)恢復(fù)為斷開，電磁閥線圈失電，此時電磁閥門閉合，水流停止。這里的時間是顯示在數(shù)碼管上，通過按鍵控制，時間可調(diào)整，同時澆花的時間也可以通過按鍵設(shè)置，另外澆花時間的長短也可以通過按鍵調(diào)整。同時加入1302芯片，為了斷電時不影響時間正常，防止每次斷電后都要重新調(diào)整是時間。圖3為定時定量澆花結(jié)構(gòu)圖。

2.2 濕度控制澆花方式

先通過按鍵設(shè)定濕度，這里選用的濕度傳感器是LTM8901濕度傳感器，LTM8901是一款專門為用戶設(shè)計(jì)自身產(chǎn)品而提供的數(shù)字化溫濕度探頭，其濕度測量量程為1%～99%RH，分辨率為0.5%RH，測量精度為±3.0%RH(典型值);溫度測量范圍為-25～+60℃，分辨率為0.062 5℃，測量精度為±0.5℃;響應(yīng)時間典型值為5 s;工作電壓范圍為4.5～5.5 V。LTM8901將測量結(jié)果直接輸出為數(shù)字信號，通過“一線式總線”串行傳送給單片機(jī)，不需要進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，減少了元件，簡單方便。利用LTM8901濕度傳感器檢測到濕度，傳送到單片機(jī)進(jìn)行處理，濕度顯示在數(shù)碼管上，當(dāng)濕度低于設(shè)定值時，給單片機(jī)一個指令，seth p2.0，繼電器線圈有電流經(jīng)過，對應(yīng)的常開觸點(diǎn)閉合，使電磁閥線圈得電，此時電磁閥門由閉合變成斷開，進(jìn)行澆花，當(dāng)?shù)扔诨蚋哂谠O(shè)定值時，clr p2.0，繼電器線圈失電，對應(yīng)常開觸點(diǎn)斷開，電磁閥線圈失電，閥門閉合，水無法流過，停止?jié)不?。濕度控制澆花結(jié)構(gòu)如圖4所示。

2.3 方式設(shè)定

可以通過手按按鍵設(shè)定，按奇數(shù)次設(shè)定澆花方式為定時定量澆花，按偶數(shù)次，設(shè)定澆花方式為根據(jù)濕度澆花。也可通過紅外遙控設(shè)定澆花方式，發(fā)射用電視遙控器，接收電路用三位一體接收器接收信號，三位一體接收器的1腳接地，2腳接電源，3腳(信號腳)與單片機(jī)一個I/O引腳相連，信號來時進(jìn)行解碼，做出不同處理，一次接收到信號按定時定量澆花，再次接收到信號根據(jù)濕度澆花，根據(jù)按的次數(shù)，奇數(shù)次采用定時定量澆花方式，偶數(shù)次采用濕度控制澆花方式，這主要是針對不同的花卉。接收到信號，發(fā)光二極管閃爍30 s。蜂鳴器響10 s，用以提示。智能澆花器外部構(gòu)造如圖5所示。