【正文】 20210110 自動澆花系統(tǒng)的設計 （陜西理工學院 物理與電信工程學院 通信工程專業(yè) 1201級，陜西 漢中 723000） 指導教師：劉亞鋒 [摘要 ] 利用單片機技術設計了一個 自動澆花系統(tǒng)。手動部分是由通過關閉單片機電源，由外圍電路供電進行澆灌。STC89C52。生活快節(jié)奏， 工作重壓力，無一不占用我們的時間和精力。所以，為了應對 人們 們現(xiàn)今生活 和 工作狀態(tài)，而又種植著花卉等 盆栽 植物的人們來說，設計出一種無人管理的情況下自動控制澆花系統(tǒng)尤為 重要，這樣不論在什么時候什么地方，都不會造成花卉枯萎死亡的情況發(fā)生 。不過這并不適用于國內(nèi)， 大多適用于花園、農(nóng)場等廣闊的地方。目前這些澆花器的市 場也越來越大，市場上的自動澆花器的功能也在不斷發(fā)展，在 國內(nèi)外比較流行的是玻璃 和陶瓷 制作 而成 的自動澆花器。 因此 ， 國內(nèi)商家已經(jīng)看到了這種 市場 需求潛力。系統(tǒng)構成為主機 、 主管 、 分水接頭 、副管 和噴淋管 [4]。它有本身材質(zhì)的物理結構構成，根據(jù)器皿的物理滲水原理完成自動澆灌。 當前傳感 器技術與單片機技術發(fā)展迅速，其應用逐步由工業(yè)軍事領域向其他領域滲透 ,已經(jīng)和我們的日常生活息息相關 ,而且智能家居 [5]概念也越來越受人們的推崇。在今后的生活中，將不再局限于花卉方面的應用，還可以用于農(nóng)田以及公路綠化中等等。此外，公路鐵路沿線和荒漠風沙治理綠化也開始陸續(xù)采用滴灌技術，而且還陜西理工學院畢業(yè)設計 第 2 頁 共 33 頁 進一步應用在城市綠地、林木、屋頂花園等非農(nóng)領域，盡管用量較少，但卻為滴灌 技術的今后推廣提供了更為廣闊的市場，相信伴隨著社會主義新農(nóng)村建設的推進和建設節(jié)約型社會的發(fā)展要求，滴灌技術的應用范圍會越來越廣闊。在農(nóng)業(yè)灌溉區(qū)域合理地推廣自動化控制系統(tǒng)，尤其在干旱和半干旱 地區(qū)，不僅可以提高水資源利用率以及緩解水資源日趨緊張的矛盾，還可以使農(nóng)作物的產(chǎn)量增加，使農(nóng)產(chǎn)品的成本降低。電路主要可以分成土壤濕度檢測顯示和控制水泵澆灌兩個模塊，以液晶顯示器和 A/D 模數(shù)轉換器組作為顯示電路，澆水電路利用電磁閥驅動水泵工作來完成。通過土壤濕度傳感器檢測土壤濕度含量，把檢測到的值 傳送到 A/D 模數(shù) 轉換器中，結束轉換后數(shù)值 反饋給單片機， 單片機讀取數(shù)據(jù)，經(jīng)過軟件程序處理后傳送到 LCD1602 顯示信息。 2）軟件部分：包括微處理器控制程序的編寫、原理圖的繪制和電路仿真。 方案二：此方案的設計是以 STCC8951為核心控制軟件， LCD12864液晶顯示器， ADC0832模數(shù)轉換器， FC28土壤傳感器， SRD05VDCSLC繼電器等主要元器件構成。 方案二：其中 STC 系列單片機下載程序方式較之 AT系列單片機比較簡單，但是 SCT89C51單片機的空間較小，可能沒有足夠的空間去操作， ADC0832雖然速度比不上 ADC0809，但是其外圍電路簡單，性價比高。自動澆水部分功能的實現(xiàn)為，單片機讀取數(shù)據(jù)后，經(jīng)過軟件程序的對比處理后，發(fā)送信號到 SRD05VDCSLC繼電器來驅使水泵工作或者關閉。自動澆花系統(tǒng)的濕度檢測電路是利用土壤濕度傳感器土進行信息采集，再經(jīng)過 A/D 轉換器處理，輸送到單片機內(nèi)處理之后轉變?yōu)閿?shù)字信 號，發(fā)送到 LCD顯示屏去顯示，通過這種方式我們便可以對土壤濕度變化進行檢測和控制，也可以對濕度范圍重新設置，手動灌溉系統(tǒng)用單片機接受到的數(shù)據(jù)處理之后發(fā)送指令到繼電器以控制水泵澆灌。 濕 度 傳 感 器A / D 轉 換 器單片機L C D 顯 示電 磁 閥 水 泵 圖 系統(tǒng)總框 圖 STC89C52單片機 STC89C52 單片機是宏晶科技推出的新一代高速、低功耗、超強抗干擾的低電壓、 高性能 CMOS8位微控制器 [7]， 具有 8K系統(tǒng)可編程 可擦除 Flash只讀 存儲器 ， STC89C52使用經(jīng)典的 MCS51內(nèi)核，但做了 大量的改善 使得芯片 具有許多 傳統(tǒng) 51單片機不具備的功能 ， 指令代碼完全兼容傳統(tǒng) 51單片機， 12時鐘 /機器周期和 6時鐘 /機器周期隨意選擇。 其基本組成框圖如圖 。 對端口 P0寫入“ 1”時，作為高阻輸入；作為輸出時，每個引腳可驅動 8個負載。 P1口 的輸出 緩沖器能接收 4TTL（生存時間） 門電流。 當 P2口被寫 入 “1”時，內(nèi)部上拉電阻 把端口拉到高電位 拉高作為輸入。 P2口在 FLASH 編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。其中 可以作為定時器 /計數(shù)器 2 的外部計數(shù)輸入， 可以作為定時器 /計數(shù)器 2 的觸發(fā)輸入。 3）控制線 RST（ 9 引腳） ：復位 信號的 輸入 端 。在 FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。 /EA/VPP（ 31 引腳） ： 訪問外部程序存儲器的控制信號 。 XTAL2（ 18 引腳） ： 振蕩器電路的輸出端 。 我們這次設計選用的是內(nèi)部時鐘方式。當電腦出現(xiàn)死機情況時，按下重啟鍵電腦內(nèi)部程序從頭開始運行。其電路連接如圖 所示。 A/D轉換芯片所需的轉換時間很短，僅僅是 32微秒，它還能雙數(shù)據(jù)輸出，可以減少數(shù)據(jù)誤差，所以它能進行數(shù)據(jù)校驗，總的來說它的優(yōu)點就是轉換速度快，穩(wěn)定性能強。它可以把單片機處理后的數(shù)據(jù)進行屏幕顯示，它與單片機的電路連接非常簡單，我們只需把一個 8位 I/O 接口和液晶顯示模塊的 8位數(shù)據(jù)段連接在一塊，再把3位控制口分別與液晶模塊的 RS、 R/W、 E三個端口分別連接在一塊就可以完成。 13 52 4 6 7 8 9101112131415KV C CG N DR 2 2 . 2 KP 1VSSVDDVORSRWED0D1D2D3D4D5D6D7A+G N DRSLCDEND0D1D2D3D5D4D6D7V C CG N DL C D 1 6 0 213 52 4 6 7 8 9101112131415KV C CG N DR 2 2 . 2 KP 1VSSVDDVORSRWED0D1D2D3D4D5D6D7A+G N DRSLCDEND0D1D2D3D5D4D6D7V C CG N DL C D 1 6 0 2 圖 LCD1602 顯示器電路連接圖 陜西理工學院畢業(yè)設計 第 9 頁 共 33 頁 濕度傳感器 傳感器是一種輸出裝置，將采集到的信息資料轉變?yōu)橛杏眯盘?。此次設計用到的是 YL69土壤濕度傳感器，它的測量范圍為 0100%RH，具有功耗低、響應時間短的優(yōu)點 [12]。 設定：按下 S1設置鍵 ,進入預設濕度值調(diào)節(jié)模式，按 S2鍵 ,預設值加；按 S3 鍵 ,預設值減。當線圈失電后，電磁力就沒有了，在彈簧作用下銜鐵返回原來不通電的位 置，釋放切斷。如圖 [15]。系統(tǒng)流程圖如圖 。而按鍵電路的工作原理即為程序軟件處理過程，其流程如圖 。 Proteus 是目前我們接觸到的最好的 仿真單片機以及外 圍器件的 EDA 工具器件，可以輕松地實現(xiàn)從概念到產(chǎn)品的完整設計。 焊接時需保證元器件按照電路原理圖安裝正確，先找好電源和接地點，切不可正負極焊接錯誤或者管腳焊接錯誤。 焊接完成后，系統(tǒng)焊接如圖 。 3）然后把每個功能模塊編寫成獨立的源程序文件，再次進行調(diào)試成功之后， 我們就可以再把各個部分組合在一起。本次設計中土壤溫濕度的采集和顯示是以 ADC0832 配合成感應電路，將檢測到的當前土壤溫濕度值送入 STC89C52 單片機，單片機經(jīng)過信息對比處理之后輸出到 LCD1602 液晶顯示進 行信息顯示。在本系統(tǒng)試驗之后，發(fā)現(xiàn)誤差較小，在177。隨著技術的發(fā)展，自動澆花系統(tǒng)會更加完善，功能更加強大，操作更加簡單。此次設計的自動澆花系統(tǒng)所涉及的內(nèi)容在我大學的學習中接觸較少，也可以說是從零開始。所以，再次衷心感謝劉老師。 衷心感謝在百忙之中參與論文評閱和參加答辯的各位老師。 Allen (1993) also applied water to plots two days before harvest but this did not affect the severity ofsilv。 Boorer, 1991),and currently some growers in the UK practise dry curing. Air is blown through thebulk or boxes of tubers during the 1014 day curing period whilst tubers are at c. 15~ and before the temperature is lowered. But conditions at harvest differ betweenyears and drying as a method of decreasing disease may be less effective when tubers are muddy than when they have little adhering soil. An experiment was made in 1989 to investigate the effect of storing muddy tuberson disease development. On three dates plots were watered or not one day beforelifting and stored with or without curing. Materials and methods Sprouted seed tubers cv. Estima were planted into clay with flints soil at Rothamstedon 8 May 1989 in nine plots randomised in three blocks. Plots prised four rows 76cm wide of 12 plants 30 cm apart. Preemergence sprays of herbicide and of fungicideto protect against late blight were applied according to local practice, using tractorpassage rows between plots. On three dates 2row subplots in each plot were watered to field capacity using trickle irrigation, the other two rows were notwatered. Foliage was not desiccated. On the following day tubers were harvested by hand and three samples of 20 kg were taken from the produce of each subplot. At Sutton Bridge Experimental Station two samples were cured at 15 ~ either at80% RH (dry curing) or 95% RH, before storage at 7 ~ and 95% RH. The thirdsample was stored without curing. Low humidity was obtained by refrigeration andheating with continuous recirculation of air. After storage for six months, blemishingdiseases were recorded as trace (5% surface affected), moderate (530%) or severe(30%) on 50 tubers (5782 ram) from each sample. Silver scurf was prevalent andresults are presented as a disease score (Hall amp。 通過本次設計，可以給予我學習和生活很大的幫助，讓我們懂得學習去做一樣東西的時候，應該具備什么能力和如何掌握不曾接觸的新知識。在每次檢查時，劉老師都會幫助我查漏補缺，提出寶貴的意見并且指出我的問題幫助我分析解決問題，還會鼓勵我克服困難，同時無論需要什么幫助 ，劉老師都會熱心的幫助我。經(jīng)過本次設計，懂得了設計應該注意的一些問題，比如：可操作性，實用性，安全性等，也對以后的生活和工作幫助巨大。 通過本次設計，能夠進一步了解微電腦智能控制的強大功能和操作方式。整個