智能浇花控制系统的设计
智能浇花设备是目前大棚种植花卉产业中必不可少的产品，大棚种植智能化能够提高植株产量和质量，提高大棚花卉种植的种植收益。智能浇花控制系统选用AT89C51作为主控单片机配合FC-28湿度传感器、ADC0832模数转换器、LCD1602液晶显示器以及水泵实现合理的湿度采集和控制功能的实现，其中AT89C51实现协调全局控制各个器件工作，ADC0832模数转换器的主要功能是实现对FC-28土壤湿度传感器的模拟量数据采集，LCD1602液晶显示器完成对湿度模拟量数据的显示，由水泵实现湿度太低时的浇灌加湿的功能实现。系统的主要工作内容包括了电路的绘制和软件程序的编写并制作出产品仿真进行功能演示。
目录
引言 1
一、系统方案设计 1
（一）总体框架 1
（二）主控芯片方案设计 2
（三）土壤湿度检测方案设计 2
（四）浇灌方案设计 3
（五）数据显示方案设计 3
二、系统硬件设计 4
（一）最小系统电路 4
（二）湿度采集电路 5
（三）液晶显示电路 6
（四）按键电路 7
（五）水泵电路 7
三、系统软件设计 8
（一）主程序设计 8
（二）数据显示子程序设计 9
（三）数据采集子程序设计 10
四、系统仿真调试 11
五、实物的安装与调试 14
（一）实物安装 14
（二）实物调试 17
结束语 17
参考文献 18
致谢 19
附录一 原理图 20
附录二 实物图 21
附录三 仿真电路 22
附录四 源程序 23
引言
随着大棚种植技术的普及大棚技术相关的智能化产品也有了较大的发展，因为在大棚种植过程当中土壤湿度参数是较为重要的参数，所以能够检测大棚之中的环境参数的电子产品也被逐一设计了出来，这类产品大多性能稳定契合大棚种植需求但是价格一般较为昂贵。大棚种植类型的电子产品因为不是消费类电子产品，所以制作成本和生产成本较高，导致此类产品的价格一 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
般都比较昂贵，所以种植户在智能化辅助种植产品的购买上积极性也是比较低的。国内的大棚种植户一般都是小型家庭式的，所以其种植规模并不会太大，若是采用价格昂贵的大棚种植电子产品则会造成较大的种植成本的提升，对于种植户而言借用这些电子产品不如靠自己的经验去判断来得实在，这样的现状对于整个大棚种植产业的生产力提升而言是一个阻碍，所以若是能够降低大棚种植相关的电子产品的价格，促进种植户积极的使用智能化的种植辅助电子产品，以此来提高大棚种植的生产力，对于整个大棚种植行业而言有较大的促进作用。设计一款功能合适价格低廉的智能浇花控制系统对于种植行业的产品丰富性和实用性有一定的促进作用。
一、系统方案设计
（一）总体框架
智能浇花控制系统的整体框架包括了单片机主控部分、土壤湿度采集部分、按键部分、数据显示部分。围绕上述几个设计主体部分进行各个功能器件的选型和电路功能设计，系统结构框图如图1所示。
图1系统结构框图
各模块功能如下：
主控模块：AT89C51单片机作为核心。
湿度检测：对土壤湿度进行检测。
电源供电电路：对电路进行供电。
数据显示：对系统检测到的湿度参数进行显示。
湿度控制：根据湿度进行调节灌溉量。
系统在运行后，单片机对各个部分进行控制，同时各个传感器开始对湿度参数进行采集，然后交给单片机进行处理，单片机处理后的数据和用户设定的数值进行调控。
（二）主控芯片方案设计
智能浇花控制系统的设计中考虑到更高的智能化程度能够更好的提升系统的使用价值，所以选用智能处理器方案作为系统的主控方案。在智能处理器当中单片机是广泛应用于普通电子产品设计当中智能处理器，其从中高端处理器到低端处理器系列众多，可以满足绝大部分的电子产品设计，并且因为市场认同度高所以技术资料多技术成本低。结合本设计的设计需求对于上述几类智能处理器而言单片机是最符合设计要求的，故而本设计中选用单片机作为主控设计方案的核心处理器。在众多单片机产品当中51系列单片机是目前市场上使用的最多的低端八位单片机。51系列单片机当中最有名当属AT89C51单片机，AT89C51单片机是曾经51系列单片机中出货量最大的单片机品牌，也是目前国内使用的最多的51系列单片机 是51单片机中的佼佼者。AT89C51单片机的具有四组8位输入输出引脚，内置了4K的FLASH程序存储空间，带有定时器和外部中断等实用的寄存器功能可以满足系统的功能定制需求，所以设计中选用AT51系列单片机中的AT89C51单片机作为系统的主控单片机。
（三）土壤湿度检测方案设计
智能浇花控制系统设计中对湿度参数的采集是为了保证植株生活在一个适宜的湿度环境当中，对于湿度传感器的选用一般有模拟型和数字型两种，模拟型的价格较低而数字型的精度较好，设计中挑选了常用的数字型湿度传感器SHT11和FC28湿度传感器进行方案比较。
数字型湿度传感器SHT11是目前市场上使用较多的数字型湿度传感器，该传感器能够实现0～100%RH的湿度数据的采集和40～124摄氏度的湿度数据的采集，湿度数据采集精度为2%而温度数据采集进度为1%，适用于中低端湿度采集需求场合。
模拟型湿度传感器有FC28湿度传感器，FC28湿度传感器是电极式土壤湿度传感器，FC28湿度传感器内部结构是一个长达5cm的镀镍电极片和信号调理电路构成的土壤湿度采集传感器，其输出的信号有模拟量和数字量两种类型，根据场景需要选择信号输出类型。
设计中选取的两类传感器都能够完成系统的湿度采集需求，考虑到系统中需要采集的湿度数据是土壤湿度数据，挑选更契合系统方案使用的有FC28湿度传感器作为系统的湿度参数采集元件，更符合设计的整体应用定位，但是有FC28湿度传感器输出的数字量信号精确性较差，所以采用模拟量信号识别的方式完成系统的土壤湿度数据采集。
目录
引言 1
一、系统方案设计 1
（一）总体框架 1
（二）主控芯片方案设计 2
（三）土壤湿度检测方案设计 2
（四）浇灌方案设计 3
（五）数据显示方案设计 3
二、系统硬件设计 4
（一）最小系统电路 4
（二）湿度采集电路 5
（三）液晶显示电路 6
（四）按键电路 7
（五）水泵电路 7
三、系统软件设计 8
（一）主程序设计 8
（二）数据显示子程序设计 9
（三）数据采集子程序设计 10
四、系统仿真调试 11
五、实物的安装与调试 14
（一）实物安装 14
（二）实物调试 17
结束语 17
参考文献 18
致谢 19
附录一 原理图 20
附录二 实物图 21
附录三 仿真电路 22
附录四 源程序 23
引言
随着大棚种植技术的普及大棚技术相关的智能化产品也有了较大的发展，因为在大棚种植过程当中土壤湿度参数是较为重要的参数，所以能够检测大棚之中的环境参数的电子产品也被逐一设计了出来，这类产品大多性能稳定契合大棚种植需求但是价格一般较为昂贵。大棚种植类型的电子产品因为不是消费类电子产品，所以制作成本和生产成本较高，导致此类产品的价格一 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
般都比较昂贵，所以种植户在智能化辅助种植产品的购买上积极性也是比较低的。国内的大棚种植户一般都是小型家庭式的，所以其种植规模并不会太大，若是采用价格昂贵的大棚种植电子产品则会造成较大的种植成本的提升，对于种植户而言借用这些电子产品不如靠自己的经验去判断来得实在，这样的现状对于整个大棚种植产业的生产力提升而言是一个阻碍，所以若是能够降低大棚种植相关的电子产品的价格，促进种植户积极的使用智能化的种植辅助电子产品，以此来提高大棚种植的生产力，对于整个大棚种植行业而言有较大的促进作用。设计一款功能合适价格低廉的智能浇花控制系统对于种植行业的产品丰富性和实用性有一定的促进作用。
一、系统方案设计
（一）总体框架
智能浇花控制系统的整体框架包括了单片机主控部分、土壤湿度采集部分、按键部分、数据显示部分。围绕上述几个设计主体部分进行各个功能器件的选型和电路功能设计，系统结构框图如图1所示。
图1系统结构框图
各模块功能如下：
主控模块：AT89C51单片机作为核心。
湿度检测：对土壤湿度进行检测。
电源供电电路：对电路进行供电。
数据显示：对系统检测到的湿度参数进行显示。
湿度控制：根据湿度进行调节灌溉量。
系统在运行后，单片机对各个部分进行控制，同时各个传感器开始对湿度参数进行采集，然后交给单片机进行处理，单片机处理后的数据和用户设定的数值进行调控。
（二）主控芯片方案设计
智能浇花控制系统的设计中考虑到更高的智能化程度能够更好的提升系统的使用价值，所以选用智能处理器方案作为系统的主控方案。在智能处理器当中单片机是广泛应用于普通电子产品设计当中智能处理器，其从中高端处理器到低端处理器系列众多，可以满足绝大部分的电子产品设计，并且因为市场认同度高所以技术资料多技术成本低。结合本设计的设计需求对于上述几类智能处理器而言单片机是最符合设计要求的，故而本设计中选用单片机作为主控设计方案的核心处理器。在众多单片机产品当中51系列单片机是目前市场上使用的最多的低端八位单片机。51系列单片机当中最有名当属AT89C51单片机，AT89C51单片机是曾经51系列单片机中出货量最大的单片机品牌，也是目前国内使用的最多的51系列单片机 是51单片机中的佼佼者。AT89C51单片机的具有四组8位输入输出引脚，内置了4K的FLASH程序存储空间，带有定时器和外部中断等实用的寄存器功能可以满足系统的功能定制需求，所以设计中选用AT51系列单片机中的AT89C51单片机作为系统的主控单片机。
（三）土壤湿度检测方案设计
智能浇花控制系统设计中对湿度参数的采集是为了保证植株生活在一个适宜的湿度环境当中，对于湿度传感器的选用一般有模拟型和数字型两种，模拟型的价格较低而数字型的精度较好，设计中挑选了常用的数字型湿度传感器SHT11和FC28湿度传感器进行方案比较。
数字型湿度传感器SHT11是目前市场上使用较多的数字型湿度传感器，该传感器能够实现0～100%RH的湿度数据的采集和40～124摄氏度的湿度数据的采集，湿度数据采集精度为2%而温度数据采集进度为1%，适用于中低端湿度采集需求场合。
模拟型湿度传感器有FC28湿度传感器，FC28湿度传感器是电极式土壤湿度传感器，FC28湿度传感器内部结构是一个长达5cm的镀镍电极片和信号调理电路构成的土壤湿度采集传感器，其输出的信号有模拟量和数字量两种类型，根据场景需要选择信号输出类型。
设计中选取的两类传感器都能够完成系统的湿度采集需求，考虑到系统中需要采集的湿度数据是土壤湿度数据，挑选更契合系统方案使用的有FC28湿度传感器作为系统的湿度参数采集元件，更符合设计的整体应用定位，但是有FC28湿度传感器输出的数字量信号精确性较差，所以采用模拟量信号识别的方式完成系统的土壤湿度数据采集。
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