基于AT89S52單片機(jī)的花卉自動澆灌系統(tǒng)的設(shè)計

摘要：為設(shè)計一種方便家庭使用的花卉自動澆灌裝置，利用AT89S52單片機(jī)進(jìn)行可編程控制，結(jié)合外圍溫度傳感器、蒸發(fā)罐、控制信號、按鍵、報警電路，實(shí)現(xiàn)了根據(jù)不同的光照、溫度等條件自動調(diào)節(jié)澆水時間間隔，低溫天氣下自動停止澆灌，報警電路提醒用戶及時對花草采取防凍措施。該系統(tǒng)的設(shè)計結(jié)構(gòu)模塊化管理，便于后期擴(kuò)展，硬件成本低，適合家庭用戶使用。
關(guān)鍵詞：單片機(jī)編程；溫度傳感器；自動澆灌；光電耦合器

0 引言
隨著生活條件的改善，越來越多的人們在家中種植了各種花卉植物用以美化環(huán)境。花卉的生長需要穩(wěn)定的環(huán)境濕度和溫度，但一般來講，家庭種植花卉植物的澆水工作主要憑借主人的主觀判斷來決定澆水量的大小，澆與不澆非常隨意，經(jīng)常會是澆得過量或者過少。目前市場上有一些自動澆水的裝置，例如一些雙層的花盆，利用虹吸或者微滲原理，保持花盆的濕潤。但是這樣的裝置不能根據(jù)不同植物不同季節(jié)的不同需求進(jìn)行精確調(diào)節(jié)。當(dāng)然目前也有能夠精確調(diào)節(jié)澆灌量的澆水系統(tǒng)，但是通常這樣的系統(tǒng)復(fù)雜龐大、裝配費(fèi)用高昂、維修困難，一般應(yīng)用于苗圃、農(nóng)場等大規(guī)模種植，不適于家庭使用。
為了克服現(xiàn)有技術(shù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、費(fèi)用高、不適于家用的不足，本文設(shè)計了一種自動澆灌裝置，能夠利用簡單設(shè)備實(shí)現(xiàn)根據(jù)實(shí)際的水份蒸發(fā)量調(diào)節(jié)澆水量。

1 總體設(shè)計
花卉的正常生長要求溫度和濕度穩(wěn)定在一個既定范圍內(nèi)，超出或者低于這個范圍將影響花卉的正常生長。該系統(tǒng)采用AT89S52可編程單片機(jī)測控，實(shí)現(xiàn)花卉生長環(huán)境因子信息數(shù)據(jù)的實(shí)時采集、處理，輸出信號控制外圍執(zhí)行機(jī)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)環(huán)境濕度和溫度強(qiáng)度的測控，達(dá)到節(jié)水節(jié)能，省時省工的效果。軟件開發(fā)用C語言，采用模塊式結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)功能易于擴(kuò)展。
系統(tǒng)具體功能如下：
(1)實(shí)現(xiàn)按需灌溉功能。按照花卉的需求開啟和關(guān)閉灌溉系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)一般的控制。具有結(jié)構(gòu)簡單，成本低，操作方便。
(2)通過傳感器檢測花卉生長的環(huán)境溫度和土壤濕度(用蒸發(fā)器信號表示)，依據(jù)設(shè)定的植物要求的溫度和濕度的上下限值，由單片機(jī)來控制開關(guān)窗戶、電磁閥和排風(fēng)扇，從而調(diào)節(jié)溫度和濕度。當(dāng)空氣溫度高于上限值時，自動打開排風(fēng)扇進(jìn)行自然降溫，達(dá)到要求值時則自動關(guān)閉。溫度過低時發(fā)出警報，提醒用戶及時采取防凍措施。
系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成如圖1所示。

本自動澆灌系統(tǒng)是基于AT89S52單片機(jī)進(jìn)行可編程控制，結(jié)合外圍的溫度傳感器、蒸發(fā)器、控制電路等實(shí)現(xiàn)花草的自動澆灌，具有精確、穩(wěn)定、成本低的優(yōu)點(diǎn)。

2 系統(tǒng)硬件設(shè)計
系統(tǒng)自動控制部分由AT89S52單片機(jī)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，單片機(jī)硬件電路原理框圖如圖2所示。