新型室內智能化綠植培養系統設計

武世雷

（西安石油大學電子工程學院，陜西西安，710065）

0　引言

本文設計了一種具有智能養植功能的系統，整個設計通過單片機作為控制核心，采用52芯片的晶振電路進行計時和定時的設計。 智能養植系統的設計采用了C語言編程的模式，簡單易懂，設計電路結構簡單，調試方便，有很大的擴展空間。

1　系統總體設計

為了方便在無人環境下對植物進行澆灌、光照等。本文設計了如圖1的智能培養控制系統，此系統是由硬件和軟件兩部分組成，硬件分為單片機主控、顯示、傳感器、按鍵輸入、 AD模數轉換、繼電器六大模塊。軟件結構相適應于硬件配置，也是使用模塊化，主要包含主程序、顯示數據子程序、按鍵輸入子程序、數據存儲程序等。 這個系統很靈活，有較強的交互性， 實驗檢驗說明該系統運行穩定，有著很可靠的使用效果，所以可以被廣泛的推廣使用。

圖1　系統總體結構

2　控制電路的設計

為了實現在室內無人照顧的情況下，室內綠植能夠被澆灌且能獲得光照，設計了以下主要電路：LCD1602顯示模塊電路、晶振電路、復位電路、電源電路。LCD1602顯示模塊電路主要顯示當下采樣值和設定的上下限值，晶振電路為系統提供及本周的時鐘信號，電源來實現電路供電。

2.1　LCD1602顯示模塊電路

顯示采用LCD1602顯示，字符型LCD簡介：字符型液晶顯示模塊是一個用于顯示字母、數字、符號等點陣式 的LCD，經常使用用16*1， 16*2，20*2和40*2行等的模塊。

1602LCD主要技術參數：顯示容量:16×2個字符，芯片工作電壓:4.5—5.5V，工作電流:2.0mA(5.0V)，模塊最佳工作電壓:5.0V，字符尺寸:2.95×4.35(W×H)mm。

2.2　晶振電路

單片機晶振為系統提供及其本周的時鐘信號，一般一個系統會共用一個晶振，以方便各個部分能夠保持同步，有一些通訊系統的基頻與射頻會使用不一樣的晶振，卻是通過電子調整頻率的方式來保持同步。晶振一般和鎖相環電路來搭配使用，為系統提供需要的時鐘頻率，可以用在同一個晶振項鏈的不同鎖相環來提供的。單片機AT89S51里面的晶振電路采用的是無源晶振，微調電容是22uf。

2.3　復位電路

此設計采用了上電復位，當 RST引腳上出現兩個周期以上的高電平時就觸發了內部復位， EA端和復位電路無關，因為數據全放在內部的存儲器里，故連接 EA只需要直接拉高引腳即可。

2.4　電源電路

由于工業生產過程中所用到的電都是220V，而我們的設計中，繼電器的接口處設計了12V電源的接口和水泵、風扇、光帶的接口，這樣繼電器才能起到控制水泵、光帶、風扇的作用。所以在本設計中制作了220V交流轉12V開關。

3　系統的軟件設計

該智能化綠植培養系統的系統軟件主要由主程序和多個子程序組成。系統對各個模塊進行初始化設置，設置好需要的參數值， 進行土壤濕度、二氧化碳濃度、感光參數值的檢測，再對檢測到的數據進行處理，判斷是否開啟水泵澆水和 關閉水泵、打開風扇和關閉風扇、光帶亮和光帶滅等的一系列工作。 其他子程序包括LCD1602顯示，液位測量，按鍵操作等，在此不再贅述。

4　結語

本文介紹了基于STC89C52RC單片機的室內智能化綠植培養系統設計，對整個硬件電路進行了仿真并加以實現。 文中介紹了自動系統的功能和作用，通過對控制電路的關斷與閉合來實現智能化。在設計了該智能培養系統過程中，把實踐和理論相結合，鍛煉了我們運用所學的專業基礎知識的綜合能力和解決現實工程問題的能力， 同時也提高了我們查閱文獻資料和運用電腦制圖軟件等專業能力水平。