基于51單片機的自動澆花裝置

宮冰

摘 要：本項目基于51單片機的自動澆花裝置，系統選用AT89C51單片機作為控制中心，使用YL-69作為土壤濕度傳感模塊、18B20溫度傳感器作為溫度傳感模塊、GL5506光敏電阻作為光照強度傳感模塊，加ADC0832A/D轉換器、土壤濕度傳感器和光照強度傳感器可將檢測到的土壤濕度和光照強度模擬量放大轉換成數字量通過單片機內程序控制精確的將溫度與濕度分別顯示在LCD顯示屏上，同時通過單片機內的中斷服務程序判斷是否要給花澆水，若需澆水則單片機系統發出澆水信號并經放大驅動設備開啟電磁閥進行澆水若不需澆水，則進行下一次循環檢測，最終達到了自動澆花的目的。

關鍵詞：51單片機;YL-69;18B20溫度傳感器;GL5506光敏電阻;ADC0832A/D傳感器;LED顯示屏

1.項目目的

隨著社會生活的進步，人們的生活質量越來越高。花花草草已經成為人們日常生活中的一部分了，很多人會選擇自己種一點花卉。在家里養盆花是大多數人的選擇，簡單的種植便可以陶冶情操、豐富生活。同時，盆花通過光合作用可吸收二氧化碳，凈化室內空氣，在有花木的地方空氣中陰離子聚積較多，所以空氣也特別清新，而且有許多花木還可吸收空氣中的有害氣體，因此，養盆花如今被許多的人所喜愛。

植物是離不開水的，而人們大多數都會將其種在花盆里，盆花澆水量是否能做到適時適量，是養花成敗的關鍵。對于快速的生活節奏下的不同人群，往往很多時候人們無法在植物需要水的時候給它們澆水，比如工作太忙或者出差、旅游等。花草生長問題80%以上是由花兒澆灌問題引起;好不容易種植幾個月的花草，因為澆水不及時，長勢不好，用來美化家園的花草幾乎成了“雞肋”;不種植了吧，家中沒有綠色襯托感覺沒有生機;保留吧，花草長得不夠旺盛，還影響家庭裝飾效果。雖然目前市面上有賣盆花自動澆水器的，但價格十分的昂貴，并且大多只能設定一個定時澆水的時間，很難做到給盆花適時適量澆水。也有較經濟的盆花缺水報警器，可以提醒人們及時的給盆花澆水。可是這種報警器只能報警，澆水還是需要人們親自動手。當家里無人時，即使報警也無人澆水，就起不到應有的作用了。因此，本項目通過設計一種集盆花土壤濕度檢測，自動澆水以及蓄水箱自動供水于一體的盆花自動澆水系統。讓盆花在人們無暇照顧時也能得到及時的澆灌。

2.研究內容

此設計主要檢測土壤濕度，再通過單片機控制相應的驅動負載。通過液晶顯示當前的濕度值，通過按鍵設定相應的閥值。該設計的檢測部分單片機選用AT89C51單片機，軟件部分選用C51語言編程。通過手動啟動水閥澆水以及自動報警澆水兩部分來完成澆水過程。以液晶模組作為顯示電路，澆水電路利用電磁閥來完成。本次設計包括AT895S51單片機及基本外國電路模塊、顯示電路模塊、按鍵控制電路模塊、澆水電路模塊、電源電路模塊等部分組成。土壤濕度，周圍溫度，光照強度于顯示電路可將檢測到的土壤濕度模擬量，周圍溫度模擬量，光照強度模擬量放大轉換成數字量并且通過單片機內程序控制精確的將濕度分顯示在LCD顯示屏上，通過單片機內的程序判斷是否要給盆花澆水，如果需要澆水，則單片機系統就會發出澆水信號，帶動水泵開始澆水，若不需要澆水，則進行下一次循環檢測。

硬件部分：

以單片機為核心，配以濕度模塊電路、顯示電路、報警電路、時鐘電路、復位電路。主要實現以下功能：

通過濕度模塊電路對土壤濕度進行數據采集

通過光敏電阻對每天的光照強度進行采集

通過溫度模塊電路對周圍溫度進行數據采集

（3）通過單片機對采集的數據進行處理

（4）當土壤濕度低于系統設置的濕度時并在適宜的溫度合適的光照強度下啟動報警

（5）報警器發出報警信號時水泵自動開啟

（6）當濕度達到合理濕度時，水泵關閉

國、內外研究現狀和發展動態

微噴系統是近幾年利用國內外先進技術組裝的新型灌溉設施，主要是利用水流通過低壓管道系統以一定速度從特制的噴頭噴出，在空氣中分散成細小的水滴，著落在花草植物、作物及周圍的地面上，從而達到及時補充水分的目的。該系統具有用水量少、沖擊力小的灌溉特性，適用于栽培密度大、植株柔軟細嫩的植物。自動澆花器的誕生是隨著人們生活水平的提高和生活節奏的加快而誕生的一種懶人園藝用品。它把微噴的概念應用于家庭盆花澆灌中，通過相應的改進，達到合理給盆花自動澆水的目的。

早在很多年前，國外就已經開始普及，國內使用的電子類自動澆花器多數從國外進口的，價格昂貴，但質量比較可靠。不過這并不太適用于國內，目前國內外比較流行的是玻璃制作的自動澆花器。這種類型的澆花器多數在我國山西和浙江一帶加工生產的，價格比較低廉，實用性沒有電子類自動澆花器好。隨著國內居民消費水平和生活質量的提高，居家園藝市場異常火爆，但是由于生活節奏加快，種花容易養花難的問題暴露出來，而養花最重要的問題就是澆水問題，研究表明花草80%以上的死亡由于澆水不及時引起，因此國內商家已經看到了這種需求潛力。目前這類小居家用品的廠家主要集中在廣東，上海，浙江一帶。現在市面上所出售的自動澆花器主要有以下幾類：

⑴ 電子類自動澆花器

電子類自動澆花器又叫時控噴淋裝置，系統構成為：主機（或者控制器）、主管（可以是花園管也可以是4/7mm的微噴淋管）、分水接頭（3通、4通、5通、6通、分水器）、副管（3/5mm）噴淋管（霧化噴頭、旋轉噴頭、折射霧化噴頭等）。

電子類自動澆花器根據電源的不同分為交流電自動澆花器和電池自動澆花器兩種。控制器的一般性能有：電磁閥控制;智能時控電路·微電腦芯片控制;適用電源為AC220V/50HZ;最適宜水壓0.3-0.6Mpa;待機功率（4VA，澆水時<12VA）;可控制連續作業時間是1分鐘至168個小時;可每天自動完成十次以上澆水作業，可每天、隔天、隔多天自動循環進行澆水，手動自動兩用;每天計時誤差小于正負3秒;電器適應環境溫度為-10～50℃;相對濕度<90%RH。

⑵ 玻璃、陶瓷類自動澆花器

玻璃、陶瓷類自動澆花器又叫自動滲水裝置，它由本身材質的物理結構構成，根據器具的物理滲水原理完成自動澆灌，當自動澆水器內部存水，自身形成一定的壓力，當遇到干燥的土壤，水就會自上而下的流出，當土壤濕潤以后，會形成一個堵塞壓力，從而導致水流速度變慢或者停止。器具工藝不同，效果也不一樣，當然也因土壤的疏松情況決定器具內水流的速度。