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基于AT89C52单片机的智能浇花系统 毕业设计.docx
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基于AT89C52单片机的智能浇花系统 毕业设计.docx
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I
摘要
随着社会水平的提高越来越多的人开始养殖花卉。然而人们事情很多,常常忘记给
花卉浇水。如何合理、按时给花卉浇水成了人们养殖花卉的一个难题。
本系统基于AT89C52单片机的智能浇花系统。通过传感器感知土壤湿度、温度并传
达单片机,由单片机判断花卉是否缺水并最终传达给电动机,电动机转动,从而达到适
时自动浇水。定时定量浇花是实现每天在规定的时间自动打开电动机浇花,根据不同的
花卉所需水量不同,用一个按钮来设置浇花时间的长短,即电磁阀打开的时间,其余时
间电动机不转,水流不经过;根据湿度控制浇花是用一个SHT-11传感器,当检测的湿度
都达不到设定的湿度,就开始浇花,到了设定的湿度就停止浇花。该系统既能按时、按
量的给花卉浇水,还可以为节约水资源,从而让花卉更好的生长。
关键词: AT89C52 单片机;温、湿度传感器;液晶显示器
II
Abstract
With the improvement of the social level, more and more people begin to flower
cultivation. However, many things that people often forget to watering flowers. How to
reasonably has become the breeding of flowers, water the flowers on a problem.
This system based on AT89C52 single chip microcomputer intelligent watering the
flowers. Through the sensors to the soil humidity, light intensity, temperature and
communicate microcontroller, by single-chip microcomputer to determine whether a flower
water and eventually to electromagnetic water valve, so as to achieve timely automatic
watering. Timing quantitative watering the flowers is to realize the automatic open the
solenoid valve in the stipulation time every day watering the flowers, according to the
different flower water, with a button to set the length of the water the flowers, the solenoid
valve open time, the rest of the time of the electromagnetic valve closed, without water;
According to the humidity control is watering the flowers with a humidity sensor, when
testing the humidity is lower than setting humidity, begin to water the flowers, the setting of
humidity stopped watering the flowers. The system can not only on time, volume of water the
flowers, you can also to save the water resources, so that the flowers grow better.
Keywords: AT89C52 microcontroller; SHT - 11 temperature and humidity sensor;LCD
III
目录
1. 绪论 ..................................................................1
1.1 选题目的及意义.....................................................1
1.2 产生背景及国内外发展现状...........................................1
1.3 毕业设计所采用的研究方法和手段.....................................2
2. 硬件选择 ..............................................................3
2.1 硬件框架图.........................................................3
2.2 AT89C52............................................................3
2.3 温、湿度感器.......................................................6
2.3.1 SHT-11 的传感器输出...........................................7
2.3.2 SHT-11 的特性................................................10
2.3.3 SHT-11 的引脚................................................10
2.4 液晶显示器........................................................11
3. 软件设计 .............................................................14
3.1 程序设计..........................................................14
3.2 用 Keil C51 编写程序...............................................15
3.3 用 STC-ISP 下载程序................................................16
4. 智能浇花系统的设计 ...................................................17
4.1 系统的设计........................................................17
4.2 单片机最小系统....................................................18
4.2.1 晶振电路设计 ................................................18
4.2.2 复位电路 ....................................................18
4.2.3 单片机最小系统电路设计 ......................................19
4.3 按键消抖方法......................................................20
4.4 土壤温湿度部分....................................................21
4.5 电动机部分........................................................24
5. 系统调试 .............................................................27
5.1 软件调试..........................................................27
5.1.1 用 Keil 编译 .................................................27
5.1.2 烧录 ........................................................29
5.2 硬件调试..........................................................31
5.2.1 裸测 PCB 电路板 ..............................................31
5.2.2 整机测试 ....................................................31
5.2.3 主要元件测试 ................................................32
总结 .....................................................................34
致谢 .....................................................................35
参考文献 .................................................................36
附件 .....................................................................37
1
1. 绪论
随着社会的发展,人民越来越注重坏境质量。养殖花卉成了首要选择,在家养殖可
以陶怡情操,丰富生活。同时花卉可以通过光合作用吸收二氧化碳释放氧气同时还可以
净化空气,而且花卉还可以吸收有毒物质例如刚装修的房屋里的苯、甲醛等。因此越来
越多的人喜欢养殖花卉。
但现代人的生活节奏越来越快,事情越来越多。很多人有时忘了定时、适量给花卉
浇水。花草生长的问题 80%以上由花儿浇灌问题引起,好不容易养的花卉浇水,因为浇
水问题而长势不好或更严重的出现枯萎甚至凋亡。
虽然市面上也有卖浇花的装备但昂贵的价格和其性价比让人望而却步。那种浇花装
置大部分只能是指定时浇水时间,很难做到给花卉适时、适量浇水。。还有花卉缺水报
警器但其只能报警并不能适时、适量的浇水。其效果可想而知。为了解决按时、适量浇
水问题,所以我设计自动浇花体统,通过传感器感知土壤湿度、光照强度、温度并传达
单片机,由单片机判断花卉是否缺水并最终传达给电磁水阀,从而达到适时自动浇水。
1.2 产生背景及国内外发展现状
微喷、微灌是近些年应用国内外的自动浇水设施。微喷主要由微喷带组成。其工作
原理是利用水压力后交付和微喷嘴带领域,通过与排水洞微喷,在重力和空气阻力的影
响,形成一个细雨的喷涂效果。微喷带的出水孔多半采用空气组方式,按照一定距离和
一定规律布置,如:斜三通、斜五孔、左右孔、横三孔和无空等,出水孔一般采用机械
钻孔、启动打孔和激光打孔,孔径为 0.1-0.2mm,空形呈圆形。其用途:蔬菜、蘑菇、
苗圃果园、花卉、大棚等。微灌是利用微灌设备组成微灌系统,用压力将水分配到田间,
通过灌水去以微小的流量湿润作物根部附近土壤的一种局部灌水技术。微灌技术可以很
容易地将水分配到每一株植物的土壤,,经常保持低水压力可以满足作物生长的需要。
但微灌系统的投资通常远高于地面灌溉;出口很小,容易堵塞,过滤系统的要求
[1]
。
许多年前,国外已经开始普及,国内使用的电子自动浇花大部分从国外进口,价格是
昂贵的,但是质量是可靠的,但不太适合国内使用。国内外流行的玻璃自动浇花。这种
类型的灌溉设备大多数在中国山西和浙江地区的加工生产,价格很便宜,实际没有电子
自动浇花是好的。种花简单让花难,很多商家看到了这块市场。目前这种小家居用品制
造商主要集中在广东、上海、浙江地区。现在市场上的自动浇花,主要有以下几类:
① 电子类自动浇花器(时控临喷装置)
该系统主要构成为:主机(或者控制器)、主管、分水接头、副管喷淋管。
2
时控临喷浇花装置根据电源的不同分为交流电自动浇花器和电池自动浇花器两种。
控制器的一般性能有:电磁阀控制;智能时控电路•微电脑芯片控制;适用电 AC220V/50HZ;
最适宜水压 0.3-0.6Mpa;待机功率(4VA,浇水时<12VA);可控制连续作业时间是 1 分
钟至 168 个小时;可每天自动完成十次以上浇水作业,可每天、隔天、隔多天自动循环
进行浇水,手动自动两用;每天计时误差小于正负 3 秒;电器适应环境温度为-10~
50℃;相对湿度<90%RH。
② 玻璃、陶瓷类自动浇花器
玻璃、陶瓷类自动浇花器又叫自动渗水装置,它由本身材质的物理结构构成,根据
器具的物理渗水原理完成自动浇灌,当自动浇水器内部存水,自身形成一定的压力,当
遇到干燥的土壤,水就会自上而下的流出,当土壤湿润以后,会形成一个堵塞压力,从
而导致水流速度变慢或者停止。器具工艺不同,效果也不一样,当然也因土壤的疏松情
况决定器具内水流的速度。
当前传感器技术与单片机技术发展迅速,其应用逐步由工业、军事等领域向其他领
域渗透,已经和我们的日常生活息息相关。而且智能家居概念也越来越受人们的推崇,
因此,微电脑控制的电子类自动浇花系统有很好的发展前景
[2]
。
本毕业设计是设计单片机控制的自动浇花系统。所有节点按照在网络中的功能不同
分为协调器节点、传感器节点和控制器节点。单个网络中只有一个协调器节点,它作为
整个网络的中心,存放所有的控制策略,它能接收传感器节点向其发送的数据,通过智能
判断后,再把灌溉命令发送给控制器节点;传感器节点分布于灌区的各个地方,配有各种
传感器,如测量温度、空气湿度、光照度等的传感器,负责采集灌区的环境参数, 主要研
究土壤湿度与浇水量之间的关系、浇灌控制技术及设备系统的硬件、软件编程各个部分。
并按一定的时间间隔发送给协调器节点;每个控制器节点负责一个分灌区的灌溉作业,
它直接与灌溉的执行器(如阀门、水泵等)相连,当接收到协调器节点发送的灌溉命令后,
则执行相应的操作。土壤温湿度传感器可将检测到的土壤温湿度模拟量放大转换成数字
量通过单片机内程序控制精确的将温度与湿度分别显示在 LCD 显示屏上,同时通过单片
机内的中断服务程序判断是否要给花浇水,若需浇水则单片机系统发出浇水信号并经放
大驱动设备开启电磁阀进行浇水若不需浇水则进行下一次循环检测。
2. 硬件选择
2.1 硬件框架图
土壤温度采集模块
土壤湿度采集模块
AT89C52
按键输入
浇水模块
液晶显示
水位器
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