畢業(yè)設(shè)計論文-基于單片機的智能澆花系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)(編輯修改稿)
2025-04-08 05:37 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 很多商家看到了這塊市場。目前這種小家居用品制 造商主要集中在廣東、上海、浙江地區(qū) [3]。現(xiàn)在市場上的自動澆花 ,主要有以下幾類： ① 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(zhì)的物理結(jié)構(gòu)構(gòu)成，根據(jù)器具的物理滲水原 理完成自動澆灌，當自動澆水器內(nèi)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(dǎo)致水流速度變慢或者停止[4]。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(nèi)水流的速度。當前傳感器技術(shù)與單片機技術(shù)發(fā)展迅速，其應(yīng)用逐步由工業(yè)、軍事等領(lǐng)域向其他領(lǐng)域滲透，已經(jīng)和我們的日常生活息息相關(guān)。而且智能家居概念也越來越受人們的推崇， 因此，微電腦控制的電子類自動澆花系統(tǒng)有很好的發(fā)展前景。 ② 電子類自動澆花器（時控臨噴裝置 )該系統(tǒng)主要構(gòu)成 為：主機（或者控制器）、主管、分水接頭、副管噴淋管。時控臨噴澆花裝置根據(jù)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 AC220V/50HZ；最適宜水壓 ；待機功率（ 4VA，澆水時＜ 12VA）；可控制連續(xù)作業(yè)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(yè)，可每天、隔天、隔多天自動循 環(huán)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(yīng)環(huán)境溫度為 10～ 50℃； 3 相對濕度＜ 90%RH[5]。 研究方法和手段 本畢業(yè)設(shè)計是設(shè)計單片機控制的自動澆花系統(tǒng)。所有節(jié)點按照在 網(wǎng)絡(luò)中的功能不同分為協(xié)調(diào)器節(jié)點、傳感器節(jié)點和控制器節(jié)點。單個網(wǎng)絡(luò)中只有一個協(xié)調(diào)器節(jié)點 ,它作為整個網(wǎng)絡(luò)的中心 ,存放所有的控制策略 ,它能接收傳感器節(jié)點向其發(fā)送的數(shù)據(jù) ,通過智能判斷后 ,再把灌溉命令發(fā)送給控制器節(jié)點 。傳感器節(jié)點分布于灌區(qū)的各個地方 ,配有各種 傳感器 ,如測量溫度、空氣濕度、光照度等的傳感器 ,負責采集灌區(qū)的環(huán)境參數(shù) , 主要研究土壤濕度與澆水量之間的關(guān)系、澆灌控制技術(shù)及設(shè)備系統(tǒng)的硬件、軟件編程各個部分。并按一定的時間 間隔發(fā)送給協(xié)調(diào)器節(jié)點 。每個控制器節(jié)點負責一個分灌區(qū)的灌溉作業(yè) , 它直接與灌溉的執(zhí)行器 (如閥門、水泵等 )相連 ,當接收到協(xié)調(diào)器節(jié)點發(fā)送的灌溉命令后 , 則執(zhí)行相應(yīng)的操作[7]。土壤溫濕度傳感器可將檢測到的土壤溫濕度模擬量放大轉(zhuǎn)換成數(shù)字量通過單片機內(nèi)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(nèi)的中斷服務(wù)程序判斷是否要給花澆水 ,若需澆水則單片機系統(tǒng)發(fā)出澆水信號并經(jīng)放大驅(qū)動設(shè)備開啟電磁閥進行澆水若不需澆水則進行下一次循環(huán)檢測。 4 基于單片機的智能澆花系統(tǒng) 該系統(tǒng)主要由 土壤濕度檢測電路、鍵盤、 LCD 液晶顯示電路、報警電路、水泵控制電路等組成。具體結(jié)構(gòu)如圖 1 所示。通過土壤濕度傳感器測量出土壤濕度信號，單片機采集土壤濕度信號并進行分析和處理，輸出控制信號，控制水泵工作與否，從而達到按需澆花的目的。 圖 1 智能澆花系統(tǒng)組成框圖 由于不同的花卉有不同的需水特性，澆花時應(yīng)適時適量，按需澆花。為此，系統(tǒng)采用模糊控制的方式達到精確澆花的目的。一方面，單片機采集土壤濕度信號，并通過計算判斷是否應(yīng)該澆花 。 另一方面，單片機采用查表的方法來實現(xiàn)澆水量的模糊控制。在 軟件設(shè)計時，根據(jù)不同花卉的需水量，將其土壤濕度值允許區(qū)間存入表格中，即模糊控制響應(yīng)表，這些數(shù)據(jù)均是人們長期積累的經(jīng)驗值，并將表格事先置入 ROM 存儲區(qū)的某一位置中供查表使用。例如 : 對君子蘭進行自動澆水，單片機將采集到的濕度信號與表格中的君子蘭最小濕度值進行比較，當采集到的濕度值小于表格中的最小濕度值時，開始澆花 ； 當采集到的濕度值大于表格中君子蘭的最大濕度值時 ， 停止?jié)不?，從而控制澆水的時機及澆水量的多少[8]。 在單片機控制系統(tǒng)中可以通過鍵盤輸入數(shù)據(jù)或命令。鍵盤是由一組常開的按鍵組成，每個按鍵都被賦予一個代 碼，稱為鍵碼。鍵碼分為編碼鍵盤和非編碼鍵盤。編碼鍵盤是 通過一個編碼電路識別閉合鍵的鍵碼，非編碼鍵盤是通過軟件來識別鍵碼。由于非編碼鍵盤的硬件電路簡單，用戶可以方便的改變鍵的數(shù)量， 5 因此在單片機系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛。 系統(tǒng)硬件設(shè)計 AT89S52 型單片機 AT89S52 是一種低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程Flash 存儲器 。使用 Atmel 公司高密度非 易失性存儲器 技術(shù)制造，與工業(yè) 80C51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上 Flash 允許 程序存儲器 在系統(tǒng) 可編程，亦適于常規(guī)編程器 [9]。在單芯片上，擁有靈巧的 8 位 CPU 和在系統(tǒng)可編程 Flash，使得AT89S52 為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。 AT89S52在眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用 。 AT89S52 具有以下標準功能： 8k字節(jié) Flash， 256 字節(jié) RAM， 32 位 I/O 口線， 看門狗定時器 ， 2 個數(shù) 據(jù)指針，三個 16 位 定時器 /計數(shù)器 ，一個 6 向量
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