新型室内智能化绿植培养系统设计

武世雷

（西安石油大学电子工程学院，陕西西安，710065）

0　引言

本文设计了一种具有智能养植功能的系统，整个设计通过单片机作为控制核心，采用52芯片的晶振电路进行计时和定时的设计。 智能养植系统的设计采用了C语言编程的模式，简单易懂，设计电路结构简单，调试方便，有很大的扩展空间。

1　系统总体设计

为了方便在无人环境下对植物进行浇灌、光照等。本文设计了如图1的智能培养控制系统，此系统是由硬件和软件两部分组成，硬件分为单片机主控、显示、传感器、按键输入、 AD模数转换、继电器六大模块。软件结构相适应于硬件配置，也是使用模块化，主要包含主程序、显示数据子程序、按键输入子程序、数据存储程序等。 这个系统很灵活，有较强的交互性， 实验检验说明该系统运行稳定，有着很可靠的使用效果，所以可以被广泛的推广使用。

图1　系统总体结构

2　控制电路的设计

为了实现在室内无人照顾的情况下，室内绿植能够被浇灌且能获得光照，设计了以下主要电路：LCD1602显示模块电路、晶振电路、复位电路、电源电路。LCD1602显示模块电路主要显示当下采样值和设定的上下限值，晶振电路为系统提供及本周的时钟信号，电源来实现电路供电。

2.1　LCD1602显示模块电路

显示采用LCD1602显示，字符型LCD简介：字符型液晶显示模块是一个用于显示字母、数字、符号等点阵式 的LCD，经常使用用16*1， 16*2，20*2和40*2行等的模块。

1602LCD主要技术参数：显示容量:16×2个字符，芯片工作电压:4.5—5.5V，工作电流:2.0mA(5.0V)，模块最佳工作电压:5.0V，字符尺寸:2.95×4.35(W×H)mm。

2.2　晶振电路

单片机晶振为系统提供及其本周的时钟信号，一般一个系统会共用一个晶振，以方便各个部分能够保持同步，有一些通讯系统的基频与射频会使用不一样的晶振，却是通过电子调整频率的方式来保持同步。晶振一般和锁相环电路来搭配使用，为系统提供需要的时钟频率，可以用在同一个晶振项链的不同锁相环来提供的。单片机AT89S51里面的晶振电路采用的是无源晶振，微调电容是22uf。

2.3　复位电路

此设计采用了上电复位，当 RST引脚上出现两个周期以上的高电平时就触发了内部复位， EA端和复位电路无关，因为数据全放在内部的存储器里，故连接 EA只需要直接拉高引脚即可。

2.4　电源电路

由于工业生产过程中所用到的电都是220V，而我们的设计中，继电器的接口处设计了12V电源的接口和水泵、风扇、光带的接口，这样继电器才能起到控制水泵、光带、风扇的作用。所以在本设计中制作了220V交流转12V开关。

3　系统的软件设计

该智能化绿植培养系统的系统软件主要由主程序和多个子程序组成。系统对各个模块进行初始化设置，设置好需要的参数值， 进行土壤湿度、二氧化碳浓度、感光参数值的检测，再对检测到的数据进行处理，判断是否开启水泵浇水和 关闭水泵、打开风扇和关闭风扇、光带亮和光带灭等的一系列工作。 其他子程序包括LCD1602显示，液位测量，按键操作等，在此不再赘述。

4　结语

本文介绍了基于STC89C52RC单片机的室内智能化绿植培养系统设计，对整个硬件电路进行了仿真并加以实现。 文中介绍了自动系统的功能和作用，通过对控制电路的关断与闭合来实现智能化。在设计了该智能培养系统过程中，把实践和理论相结合，锻炼了我们运用所学的专业基础知识的综合能力和解决现实工程问题的能力， 同时也提高了我们查阅文献资料和运用电脑制图软件等专业能力水平。