单片机的自动盆栽浇灌系统设计与制作(附件)【字数：6865】
摘 要本次毕业设计关于自动盆栽浇灌系统，因为在影响环境的众多因素中湿度也是至关重要的，本系统采用了技术相对成熟的STC89C52单片机担任此浇灌系统的关键控制器，通过土壤湿度传感器采集检测周围泥土的湿度以及实时变化数据，其中土壤湿度传感器采用了精确度较高，检测速度较快的YL-69土壤湿度传感器，这款传感器常用在各个农业领域，例如智能大棚、土壤速测、农业节水种植、盆栽种植等方面。通过对采集到的数据进行处理和传输，并由单片机主控进行读取，添加了继电器作为开关和驱动水泵进行浇灌为系列流程。并且可以更加直观读取获取到的数据，还添加了LCD显示功能，并且可以手动设置所需自动工作的湿度上限和下限范围。本次浇灌系统主要分为以下几部分单片机主控系统、按键电路系统、复位电路系统、LCD显示电路系统等，主要采用了目前比较成熟与合理的设计方式，能稳定实现描述的相对应功能。本文给出了系统主要硬件的选型和设计和程序方面设计，实现了自动盆栽浇灌与土壤状态实时监测的主要功能。
目录
一、引言 1
（一）简述浇灌方式的发展 1
（二）智能控制与浇灌 1
（三）本文主要设计（研究）内容 2
二、方案及硬件选择 2
（一）总体系统设计 2
（二）STC89C52单片机 3
（三）A/D 转换芯片 ADC0832 4
（四）LCD1602显示 4
（五）土壤湿度传感器 5
（六）水泵 5
（七）继电器 5
三、系统硬件功能设计 6
（一）YL69土壤湿度传感器模块设计 6
（二）AD转换模块设计 6
（三）单片机模块（MCU模块） 7
（四）继电器电路设计 8
（五）按键电路设计 8
（六）LCD显示参数电路设计 9
四、系统软件设计 9
（一）自动盆栽浇灌系统的主要程序流程设计 9
（二）湿度传感器采集显示程序流程图设计 10
（三）ADC0832转换芯片接口程序设计 11
（四）按键程序及流程设计 12
五、仿真与硬件调试 13
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
（一）程序仿真 13
（二）硬件调试 13
总结 16
参考文献 17
致谢 18
附录 19
原理图 19
程序 20
一、引言
（一）简述浇灌方式的发展
我国是一个农业大国，随着时代的发展和科技的进步，农业方面也有了突飞猛进的发展和变化。最初人们用着传统的灌溉技术，凭借多年积累下来的经验用各种手动方式让水滋润到土地表面浇灌植物。这是全世界包括现在人们最常用的方法之一，是最原始最落后的方式，优点是不需要多余的投资成本就能实现灌溉，但缺点是灌溉完成后会有较为严重的不良后果，不仅仅是对水资源造成的铺张浪费, 还有引起比如大棚室内湿度过高, 从而诱发病虫害的风险。这类方法不仅要消耗大量精力，还不能确切了解浇灌是否符合植物生长的适宜湿度。于是各种节水浇灌、滴灌技术、喷灌技术、渗灌技术等等有利于节约水资源和人力的方式被人们所采用。在国外以色列和我国中西部地区气候相似，降水稀少。以色列人民采用了先进的滴灌技术，并通过溶解肥料等手段，从“农业弱国”逐渐转变成强国。因此科技化的发展，势必会带动现代农业的脚步，为人们带来更多的便利条件，改善不良的自然因素。
（二）智能控制与浇灌
随着科技跨时代的发展，现今人们的生活中也不断添加了许多智能控制类的产品和系统，这些智能产品渐渐地给人们的生活带来了非常多的便利。智能化的生活已经逐渐成为一种潮流和趋势，在农业领域，大量的智能控制种植系统已经飞速发展并完善，为农业带来了日新月异的改变。在部分地区，农户们也逐渐使用上了智能大棚种植系统。通过各种传感器，监测大棚内的温湿度、含氧量、光照度等植物生长所需相关的数据。在通过配置喷灌系统、遮光帘、制氧机、通风管道等设施，只需要设定好各项参数，由机器自动协调控制，就能保证大棚内相对稳定的环境。让作物更好更快的生长。
然而在普通家庭中也有诸多喜爱养殖盆栽绿植和花卉的人。但是随着快节奏的工作、学习、生活带来的压力，繁忙的人们，经常也会忘记照料自己喜爱的植物。这样就容易导致盆栽绿植长期干旱缺水枯萎而死，所以如果能够自动为盆栽花卉浇水，不光节省了人们照料植物的精力，也能让植物更好的生长。所以为了实现这一目的，需要首先是快速实时的测量并分析土壤的湿度数据，根据这些数据以及植物生长对湿度的要求来设定相应参数。这和平时浇花的概念有些不同。其次是控制，如何根据盆栽内泥土的湿度，来控制浇水装置进行浇灌，浇灌到土壤湿度到达上限值后停止浇水防止过量。这就是实现自动浇灌的主要手段。
（三）本文主要设计（研究）内容
本设计将研究一种采用STC89C52单片机系统的自动盆栽浇灌系统，设计方面主要分为硬件电路与软件程序两个部分。用其他相关硬件和代码组成交互功能便于获取信息，实现各种相对应的功能，下列为将要实现的各项设计内容：
1、实现土壤的温湿度检测功能，以及各类参数的显示功能，可以将各类控制数据反馈给用户。
2、配备有断电保护功能，保留用户的设置，避免多次设置带来的不便问题。
3、配备水泵并且引入继电器，实现用STC89C52进行驱动，达到自动浇灌盆栽的目的。
4、配备有自动和手动模式，让用户也可以自行手动浇灌。
二、方案及硬件选择
（一）总体系统设计
一般来说，普通的灌溉基本都是利用重力让水分渗透进土壤来进行浇灌，这种方法是需要耗费一些精力和人力才能做到的，这种方法仅仅只能保证植物不会因为缺水而干旱致死，但是并不会对植物有更好的生长帮助，并且很容易浪费水资源。
本设计提供了一种较为智能的浇灌系统，这个系统即便是在没有人照料的情况下也能对植物进行适时适当的浇灌控制。根据单片机开发原理，运用到了土壤湿度传感器进行的土壤湿度数据采集，通过手动设定湿度的上限下限值，再通过单片机计算控制，从而更准确的判断土壤湿度值，当土壤湿度值低于设定的上限的时候，就由单片机进行控制水泵浇水，当土壤湿度到达了用户设定湿度上限的时候，停止水泵浇水。通过这一循环，实现自动浇水的功能。这样就会使植物能在一个湿度相对稳定的状态下生长，更是能大大减少人为浇花需要的时间和精力。这个循环系统可以比较完美的解决浇灌问题，因为可以随时设置调整湿度的上下限，使用起来也比较自由，在整个自动盆栽浇灌系统中，软件和硬件的搭配工作，让各个部件都比较紧密的结合了起来，模块化的设计让增添新功能个也变得更加简单。
/
图1 自动盆栽浇灌系统框图
1、利用YL69土壤湿度传感器检测盆栽内土壤的湿度，并运用土壤湿度传感器收集的数据经过AD转换器，传输到单片机中。
目录
一、引言 1
（一）简述浇灌方式的发展 1
（二）智能控制与浇灌 1
（三）本文主要设计（研究）内容 2
二、方案及硬件选择 2
（一）总体系统设计 2
（二）STC89C52单片机 3
（三）A/D 转换芯片 ADC0832 4
（四）LCD1602显示 4
（五）土壤湿度传感器 5
（六）水泵 5
（七）继电器 5
三、系统硬件功能设计 6
（一）YL69土壤湿度传感器模块设计 6
（二）AD转换模块设计 6
（三）单片机模块（MCU模块） 7
（四）继电器电路设计 8
（五）按键电路设计 8
（六）LCD显示参数电路设计 9
四、系统软件设计 9
（一）自动盆栽浇灌系统的主要程序流程设计 9
（二）湿度传感器采集显示程序流程图设计 10
（三）ADC0832转换芯片接口程序设计 11
（四）按键程序及流程设计 12
五、仿真与硬件调试 13
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
（一）程序仿真 13
（二）硬件调试 13
总结 16
参考文献 17
致谢 18
附录 19
原理图 19
程序 20
一、引言
（一）简述浇灌方式的发展
我国是一个农业大国，随着时代的发展和科技的进步，农业方面也有了突飞猛进的发展和变化。最初人们用着传统的灌溉技术，凭借多年积累下来的经验用各种手动方式让水滋润到土地表面浇灌植物。这是全世界包括现在人们最常用的方法之一，是最原始最落后的方式，优点是不需要多余的投资成本就能实现灌溉，但缺点是灌溉完成后会有较为严重的不良后果，不仅仅是对水资源造成的铺张浪费, 还有引起比如大棚室内湿度过高, 从而诱发病虫害的风险。这类方法不仅要消耗大量精力，还不能确切了解浇灌是否符合植物生长的适宜湿度。于是各种节水浇灌、滴灌技术、喷灌技术、渗灌技术等等有利于节约水资源和人力的方式被人们所采用。在国外以色列和我国中西部地区气候相似，降水稀少。以色列人民采用了先进的滴灌技术，并通过溶解肥料等手段，从“农业弱国”逐渐转变成强国。因此科技化的发展，势必会带动现代农业的脚步，为人们带来更多的便利条件，改善不良的自然因素。
（二）智能控制与浇灌
随着科技跨时代的发展，现今人们的生活中也不断添加了许多智能控制类的产品和系统，这些智能产品渐渐地给人们的生活带来了非常多的便利。智能化的生活已经逐渐成为一种潮流和趋势，在农业领域，大量的智能控制种植系统已经飞速发展并完善，为农业带来了日新月异的改变。在部分地区，农户们也逐渐使用上了智能大棚种植系统。通过各种传感器，监测大棚内的温湿度、含氧量、光照度等植物生长所需相关的数据。在通过配置喷灌系统、遮光帘、制氧机、通风管道等设施，只需要设定好各项参数，由机器自动协调控制，就能保证大棚内相对稳定的环境。让作物更好更快的生长。
然而在普通家庭中也有诸多喜爱养殖盆栽绿植和花卉的人。但是随着快节奏的工作、学习、生活带来的压力，繁忙的人们，经常也会忘记照料自己喜爱的植物。这样就容易导致盆栽绿植长期干旱缺水枯萎而死，所以如果能够自动为盆栽花卉浇水，不光节省了人们照料植物的精力，也能让植物更好的生长。所以为了实现这一目的，需要首先是快速实时的测量并分析土壤的湿度数据，根据这些数据以及植物生长对湿度的要求来设定相应参数。这和平时浇花的概念有些不同。其次是控制，如何根据盆栽内泥土的湿度，来控制浇水装置进行浇灌，浇灌到土壤湿度到达上限值后停止浇水防止过量。这就是实现自动浇灌的主要手段。
（三）本文主要设计（研究）内容
本设计将研究一种采用STC89C52单片机系统的自动盆栽浇灌系统，设计方面主要分为硬件电路与软件程序两个部分。用其他相关硬件和代码组成交互功能便于获取信息，实现各种相对应的功能，下列为将要实现的各项设计内容：
1、实现土壤的温湿度检测功能，以及各类参数的显示功能，可以将各类控制数据反馈给用户。
2、配备有断电保护功能，保留用户的设置，避免多次设置带来的不便问题。
3、配备水泵并且引入继电器，实现用STC89C52进行驱动，达到自动浇灌盆栽的目的。
4、配备有自动和手动模式，让用户也可以自行手动浇灌。
二、方案及硬件选择
（一）总体系统设计
一般来说，普通的灌溉基本都是利用重力让水分渗透进土壤来进行浇灌，这种方法是需要耗费一些精力和人力才能做到的，这种方法仅仅只能保证植物不会因为缺水而干旱致死，但是并不会对植物有更好的生长帮助，并且很容易浪费水资源。
本设计提供了一种较为智能的浇灌系统，这个系统即便是在没有人照料的情况下也能对植物进行适时适当的浇灌控制。根据单片机开发原理，运用到了土壤湿度传感器进行的土壤湿度数据采集，通过手动设定湿度的上限下限值，再通过单片机计算控制，从而更准确的判断土壤湿度值，当土壤湿度值低于设定的上限的时候，就由单片机进行控制水泵浇水，当土壤湿度到达了用户设定湿度上限的时候，停止水泵浇水。通过这一循环，实现自动浇水的功能。这样就会使植物能在一个湿度相对稳定的状态下生长，更是能大大减少人为浇花需要的时间和精力。这个循环系统可以比较完美的解决浇灌问题，因为可以随时设置调整湿度的上下限，使用起来也比较自由，在整个自动盆栽浇灌系统中，软件和硬件的搭配工作，让各个部件都比较紧密的结合了起来，模块化的设计让增添新功能个也变得更加简单。
/
图1 自动盆栽浇灌系统框图
1、利用YL69土壤湿度传感器检测盆栽内土壤的湿度，并运用土壤湿度传感器收集的数据经过AD转换器，传输到单片机中。
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/dzxx/txgc/411.html
