【正文】 室內(nèi)環(huán)境中土壤濕度是重要因子，要求當(dāng)土壤含水量過低己不能滿足花卉最低需求時，就打開電磁閥進(jìn)行灌溉，當(dāng)濕度滿足要求是關(guān)閉電磁閥。通過傳感器檢測花卉生長的環(huán)境溫度、土壤濕度和光照強(qiáng)度，依據(jù)設(shè)定的植物要求的溫度、濕度和光照強(qiáng)度的上下限值，由單片機(jī)來控制開關(guān)窗戶、電磁閥和窗簾，從而調(diào)節(jié)溫度、濕度和光照。按照花卉的需求開啟和關(guān)閉灌溉系統(tǒng)，實現(xiàn)一般的控制。該系統(tǒng)要求用單片機(jī)測控來實現(xiàn)花卉生長環(huán)境因子信息數(shù)據(jù)的實時采集、處理，而后輸出控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)，以實現(xiàn)環(huán)境濕度、溫度和光照強(qiáng)度的測控，達(dá)到節(jié)水節(jié)能，省時省工的效果。C。 第二章系統(tǒng)總體設(shè)計 該單片片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)主要應(yīng)用于辦公室、家庭內(nèi)，價格低，操作方便，主要面向喜愛花卉但沒有時間管理者經(jīng)營者。軟件設(shè)計將采用C語言設(shè)計，提高系統(tǒng)的修改、調(diào)試與升級（增加控制因子)的能力。系統(tǒng)硬件設(shè)計，完成硬件原理圖。考慮干擾的消除措施，有效地避免干擾的產(chǎn)生，如何采用太陽能給電池充電使之環(huán)保又節(jié)省了資本，系統(tǒng)的器件需要采用高性能低價原件，降低開發(fā)成本低，而且能夠滿足大多數(shù)用戶的需求。 在不久的將來，不僅能實現(xiàn)對辦公室花卉的控制而且可以實現(xiàn)路邊及所有公共場所花草樹木的自動灌溉，而且可以加入遠(yuǎn)程控制，可視頻控制，更大限度的節(jié)省人力物力，這將是世界澆灌系統(tǒng)的一個發(fā)展趨勢。 智能及無人操作將是未來的各種行業(yè)的發(fā)展趨勢，不僅能大量節(jié)省人們的寶貴時間還能更好的控制各種成分的細(xì)微比例做到人們自己動手所不能做到的效果。設(shè)施的產(chǎn)業(yè)化程度的提高成為可能。網(wǎng)絡(luò)化 目前，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)己成為最有活力，發(fā)展最快的高科技領(lǐng)域。智能化 隨著傳感技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)和自動控制技術(shù)的不斷發(fā)展，溫室計算機(jī)環(huán)境控制系統(tǒng)的應(yīng)用將由簡單的以數(shù)據(jù)采集處理和監(jiān)測，逐步轉(zhuǎn)向以知識處理和應(yīng)用為主。 發(fā)展趨勢 隨著現(xiàn)代高科技的發(fā)展，各種智能家電、數(shù)碼產(chǎn)品走進(jìn)人們的生活，網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為人們現(xiàn)代生活中人際交往和獲取知識的一個不可或缺的平臺。如微灌設(shè)備系統(tǒng)的成套性差，配套水平低；主要部件品種規(guī)格少，質(zhì)量不穩(wěn)定，沒有系列化；關(guān)鍵設(shè)備的可靠性、穩(wěn)定性、耐久性差；自動化及綜合功能程度不高，基本還是手動操作，以至于綜合效益不高。在微灌自動化控制方面，我國也己進(jìn)行了初步的研究，己研制和開發(fā)的以計算機(jī)為核心的自動監(jiān)控系統(tǒng)裝置己在溫室微灌試驗工程中得到應(yīng)用，且初見自動化管理之成效。微灌技術(shù)的總體水平己從80年代的初級階段發(fā)展和提高到中級階段。在引進(jìn)、消化、吸收國外先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合我國的國情，本著經(jīng)濟(jì)實用，易于安裝和便于推廣的精神，在全國水利、農(nóng)業(yè)、輕工、農(nóng)機(jī)等主要部門和科研院所、高等院校、微灌企業(yè)及個地有關(guān)部門的密切合作和共同努力之下，微灌技術(shù)的開發(fā)、設(shè)備研制生產(chǎn)和科學(xué)試驗等方面都取得了豐碩成果，微灌技術(shù)逐漸走向成熟。微灌技術(shù)研究在我國的起步并不算太晚，我國微灌技術(shù)的試驗研究是從1974年引進(jìn)墨西哥滴灌設(shè)備開始的。 現(xiàn)代生活中，隨著人們生活水平的提高，人們對花卉、樹木等綠色植物的喜愛和種植越來越多，然而以前對花木的澆灌、施肥等工作都需要靠人工來實現(xiàn)，由于現(xiàn)代生活節(jié)奏的加快，人們往往忙于工作而忘記定期、及時地為花卉補(bǔ)充水分及養(yǎng)料，或者由于放假回家而將花放在辦公室沒有人管理導(dǎo)致花木枯死。伴隨著人們快節(jié)奏的生活、工作、學(xué)習(xí)，人們已沒有很多時間去精心照顧自己種的花卉植物等，因此市場上急需一種可以代替人類勞動的產(chǎn)品。 在諸多缺水國家之中，我國是水資源嚴(yán)重短缺的國家之一。目 錄第一章緒論 研究的背景和意義……………………………………………………………… 1……………………………………………………………………………… 2 發(fā)展趨勢………………………………………………………………………… 2…………………………………………………………… 2…………………………………………………… 2…………………………………………… 2第二章系統(tǒng)總體設(shè)計 ……………………………………………………………… 3 系統(tǒng)的預(yù)期功能和技術(shù)指標(biāo) ……………………………………………………… 3………………………………………………………… 3……………………………………………………………… 3…………………………………………………………………… 4……………………………………………………………… 42 .…………………………………………………………… 4……………………………………………………………………… 4第三章系統(tǒng)的硬件設(shè)計 ………………………………………………………………… 5 …………………………………………………………………5 AT89S52簡介 …………………………………………………………………6…………………………………………………………………8…………………………………………………8……………………………………………………………… 9 充電芯片的選擇 …………………………………………………………… 9……………………………………………………………… 11 過充保護(hù)電路 ……………………………………………………………11……………………………………………………………………11………………………………………………………………… 11………………………………………………………… 16第四章軟件系統(tǒng)的設(shè)計……………………………………………………………………………20……………………………………………………………………21第五章結(jié)論…………………………………………………………………………………… 23…………………………………………………………………………………… 23附表一…………………………………………………………………………………… 26附表二…………………………………………………………………………………… 31第一章緒論 水是生命之源，也是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的命脈，人類生存的命脈，水的重要性已成為國際共識，水資源的開發(fā)、利用和保護(hù)己為世界各國所重視。而就如何合理高效利用有限的淡水資源，充分發(fā)揮資源效益己成為一個全球性急需解決的重要課題。水資源的利用率和利用效率低下使水資源在節(jié)流方面呈現(xiàn)巨大的挖掘潛力，因此節(jié)水成為歷史發(fā)展的必然。 由于現(xiàn)在市場上很多的噴灌設(shè)備主要是是針對溫室、露天農(nóng)作物、森林等大面積植物噴灌，而對于家庭小面積噴灌系統(tǒng)設(shè)備幾乎沒有，也沒有達(dá)到自動化的水平。已有的澆水器需要有人控制或者定時的澆灌，不能根據(jù)植物正常生長所需要的光照、水分、溫度來實時調(diào)節(jié)植物生長環(huán)境的參數(shù)，不利于花木的成長，而且現(xiàn)在的名貴花如果因為以上原因而死亡得不償失，鑒于以上情況，市場上急需提供一種能夠根據(jù)光照、溫度、濕度及光照的變化自動將水分和及光補(bǔ)充給花木，達(dá)到定期、及時澆灌花木的花木自動澆灌器。先后經(jīng)歷了(1974－1980年)引進(jìn)消化吸收，設(shè)備研制和應(yīng)用試驗與試點階段；(1981－1986年)設(shè)備產(chǎn)品改進(jìn)和應(yīng)用試驗研究與擴(kuò)大試點推廣階段；(1987年至今)直接引進(jìn)國外的先進(jìn)工藝技術(shù)，高起點開發(fā)研制微灌設(shè)備產(chǎn)品階段。目前，我國生產(chǎn)溫室微灌設(shè)備的主要企業(yè)已有30多家。其中采用引進(jìn)技術(shù)和生產(chǎn)線制造出的微灌設(shè)備產(chǎn)品性能己達(dá)到90年代初期與中期的國際水平，大大縮短了與國外微灌設(shè)備產(chǎn)品的差距，初步形成了具有中國特色的微灌技術(shù)和設(shè)備產(chǎn)品。 但是由于我國的微灌技術(shù)研究處于初級階段，近些年來自行研制、開發(fā)和生產(chǎn)的微灌設(shè)備產(chǎn)品無論在質(zhì)量、性能等各方面與先進(jìn)國家相比，差距較大；在微灌工程首部設(shè)備組裝配套和自動控制方面同發(fā)達(dá)國家相比存在更大差距。國內(nèi)外大多的盆景自動澆灌控制系統(tǒng)采用定時自動澆灌，不能根據(jù)植物土壤的濕度及所需的水分及時適量地加水，不僅導(dǎo)致水資源的浪費(fèi)，還有可能導(dǎo)致植物因為水多或者水量不足而死。鑒于現(xiàn)在高科技的發(fā)展，未來自動澆灌控制系統(tǒng)的發(fā)展也有望朝這些方面發(fā)展。因此軟件系統(tǒng)的研制開發(fā)將不斷深入完善，其中以專家系統(tǒng)為主的智能管理系統(tǒng)已取得了不少研究成果，而且應(yīng)用前景非常廣闊。網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的發(fā)展促進(jìn)了信息傳播。綜合環(huán)境調(diào)控 所謂綜合環(huán)境調(diào)節(jié)，就是以實現(xiàn)花卉的正常生長為目標(biāo)，把影響花卉生長的多種環(huán)境參數(shù)(如光照、溫度、濕度等)都保持在適宜花卉生長的狀態(tài)，并盡可能使用最少量的環(huán)境調(diào)節(jié)裝置(采光、遮光、通風(fēng)、保溫、加溫、施用C02等)。高移植性稍微修改一些系統(tǒng)的參數(shù)及設(shè)備即可應(yīng)用于別的環(huán)境下，省時省力，節(jié)省大量資金及研發(fā)成本。 通過研究盆景花卉正常生長的各種參數(shù)，根據(jù)是否需要水和光照而自動澆灌，很好地控制花卉生長的溫度及濕度。本系統(tǒng)將對溫室環(huán)境中土壤濕度、光照強(qiáng)度、溫度因子的調(diào)控進(jìn)行自動化控制。程序設(shè)計流程與程序清單。通過系統(tǒng)仿真，檢驗系統(tǒng)硬件與軟件設(shè)計的合理性，能否達(dá)到預(yù)期的功能。其工作環(huán)境溫度為0～40176。 現(xiàn)實生活中很多花卉溫度、濕度和光照需要保持在一個既定的值上，超出或者低于這個預(yù)定值將對花卉的生長產(chǎn)生影響。具體功能如下:實現(xiàn)按需灌溉功能。具有結(jié)構(gòu)簡單，成本低，操作方便。當(dāng)空氣溫度高于上限值時，自動打開窗戶進(jìn)行自然降溫，達(dá)到要求值時則自動關(guān)閉。光照強(qiáng)度控制因子考慮到生產(chǎn)成本問題，但是本系統(tǒng)不足之處是未考慮人工增光設(shè)備，如果光照強(qiáng)度高于上限值時，關(guān)閉窗簾降低光照，如果光照強(qiáng)度低，打開窗簾網(wǎng)?？刂茀?shù)土壤濕度%RH溫度176。模糊控制技術(shù)當(dāng)前應(yīng)用最廣泛，一般用于有上、下位機(jī)的單片機(jī)控制系統(tǒng)。整個系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)如圖23所示穩(wěn)壓濾波太陽能電池板電池充電集成電路放大電路濕度傳感器繼電器電磁閥溫度傳感器 單片機(jī) AT89S52光照傳感器 　　　　　　　　　　　　　圖23系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)圖（2）硬件電路以AT89S52單片機(jī)為核心，系統(tǒng)輸入由采集土壤水分傳感器、光照傳感器和溫度傳感器及傳感器信號處理電路組成，輸出控制由繼電器、執(zhí)行器構(gòu)成。 系統(tǒng)的工作中，有太陽能電池給電池充電，電池的輸出經(jīng)過穩(wěn)壓模塊，避免電壓的較大變化，電池為整個系統(tǒng)提供電能。當(dāng)土壤濕度過低時，單片機(jī)通過繼電器控制電磁閥使其打開進(jìn)行澆水，澆水后濕度適中時關(guān)閉電磁閥。溫度濕度不斷地檢測、控制，使之達(dá)到一個動態(tài)的平衡。其中單片機(jī)更是一枝獨秀，廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域，使其自動化程度大提高。單片機(jī)成為當(dāng)今世界上銷售量最大、應(yīng)用面最廣、價格最便宜的微型計算機(jī)產(chǎn)品。其中Intel公司一直處于領(lǐng)先地位，主要有MCS4MCS51和MCS96三大系列，其中MCS51系列是 1980年推出的高檔8位單片機(jī)，代表著單片機(jī)的發(fā)展方向，成為單片機(jī)領(lǐng)域中的主流產(chǎn)品。根據(jù)實際情況與要求，本系統(tǒng)選用ATMEL公司89系列標(biāo)準(zhǔn)型單片機(jī)AT89S52，其價格適中功能強(qiáng)大，這應(yīng)當(dāng)是比較符合我國國情的選擇。１、單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖與基本特征 　 8K字節(jié)在系統(tǒng)可編程Flash存儲器，256字節(jié)RAM