基于51单片机的自动浇花装置

宫冰

摘 要：本项目基于51单片机的自动浇花装置，系统选用AT89C51单片机作为控制中心，使用YL-69作为土壤湿度传感模块、18B20温度传感器作为温度传感模块、GL5506光敏电阻作为光照强度传感模块，加ADC0832A/D转换器、土壤湿度传感器和光照强度传感器可将检测到的土壤湿度和光照强度模擬量放大转换成数字量通过单片机内程序控制精确的将温度与湿度分别显示在LCD显示屏上，同时通过单片机内的中断服务程序判断是否要给花浇水，若需浇水则单片机系统发出浇水信号并经放大驱动设备开启电磁阀进行浇水若不需浇水，则进行下一次循环检测，最终达到了自动浇花的目的。

关键词：51单片机;YL-69;18B20温度传感器;GL5506光敏电阻;ADC0832A/D传感器;LED显示屏

1.项目目的

随着社会生活的进步，人们的生活质量越来越高。花花草草已经成为人们日常生活中的一部分了，很多人会选择自己种一点花卉。在家里养盆花是大多数人的选择，简单的种植便可以陶冶情操、丰富生活。同时，盆花通过光合作用可吸收二氧化碳，净化室内空气，在有花木的地方空气中阴离子聚积较多，所以空气也特别清新，而且有许多花木还可吸收空气中的有害气体，因此，养盆花如今被许多的人所喜爱。

植物是离不开水的，而人们大多数都会将其种在花盆里，盆花浇水量是否能做到适时适量，是养花成败的关键。对于快速的生活节奏下的不同人群，往往很多时候人们无法在植物需要水的时候给它们浇水，比如工作太忙或者出差、旅游等。花草生长问题80%以上是由花儿浇灌问题引起;好不容易种植几个月的花草，因为浇水不及时，长势不好，用来美化家园的花草几乎成了“鸡肋”;不种植了吧，家中没有绿色衬托感觉没有生机;保留吧，花草长得不够旺盛，还影响家庭装饰效果。虽然目前市面上有卖盆花自动浇水器的，但价格十分的昂贵，并且大多只能设定一个定时浇水的时间，很难做到给盆花适时适量浇水。也有较经济的盆花缺水报警器，可以提醒人们及时的给盆花浇水。可是这种报警器只能报警，浇水还是需要人们亲自动手。当家里无人时，即使报警也无人浇水，就起不到应有的作用了。因此，本项目通过设计一种集盆花土壤湿度检测，自动浇水以及蓄水箱自动供水于一体的盆花自动浇水系统。让盆花在人们无暇照顾时也能得到及时的浇灌。

2.研究内容

此设计主要检测土壤湿度，再通过单片机控制相应的驱动负载。通过液晶显示当前的湿度值，通过按键设定相应的阀值。该设计的检测部分单片机选用AT89C51单片机，软件部分选用C51语言编程。通过手动启动水阀浇水以及自动报警浇水两部分来完成浇水过程。以液晶模组作为显示电路，浇水电路利用电磁阀来完成。本次设计包括AT895S51单片机及基本外国电路模块、显示电路模块、按键控制电路模块、浇水电路模块、电源电路模块等部分组成。土壤湿度，周围温度，光照强度于显示电路可将检测到的土壤湿度模拟量，周围温度模拟量，光照强度模拟量放大转换成数字量并且通过单片机内程序控制精确的将湿度分显示在LCD显示屏上，通过单片机内的程序判断是否要给盆花浇水，如果需要浇水，则单片机系统就会发出浇水信号，带动水泵开始浇水，若不需要浇水，则进行下一次循环检测。

硬件部分：

以单片机为核心，配以湿度模块电路、显示电路、报警电路、时钟电路、复位电路。主要实现以下功能：

通过湿度模块电路对土壤湿度进行数据采集

通过光敏电阻对每天的光照强度进行采集

通过温度模块电路对周围温度进行数据采集

（3）通过单片机对采集的数据进行处理

（4）当土壤湿度低于系统设置的湿度时并在适宜的温度合适的光照强度下启动报警

（5）报警器发出报警信号时水泵自动开启

（6）当湿度达到合理湿度时，水泵关闭

国、内外研究现状和发展动态

微喷系统是近几年利用国内外先进技术组装的新型灌溉设施，主要是利用水流通过低压管道系统以一定速度从特制的喷头喷出，在空气中分散成细小的水滴，着落在花草植物、作物及周围的地面上，从而达到及时补充水分的目的。该系统具有用水量少、冲击力小的灌溉特性，适用于栽培密度大、植株柔软细嫩的植物。自动浇花器的诞生是随着人们生活水平的提高和生活节奏的加快而诞生的一种懒人园艺用品。它把微喷的概念应用于家庭盆花浇灌中，通过相应的改进，达到合理给盆花自动浇水的目的。

早在很多年前，国外就已经开始普及，国内使用的电子类自动浇花器多数从国外进口的，价格昂贵，但质量比较可靠。不过这并不太适用于国内，目前国内外比较流行的是玻璃制作的自动浇花器。这种类型的浇花器多数在我国山西和浙江一带加工生产的，价格比较低廉，实用性没有电子类自动浇花器好。随着国内居民消费水平和生活质量的提高，居家园艺市场异常火爆，但是由于生活节奏加快，种花容易养花难的问题暴露出来，而养花最重要的问题就是浇水问题，研究表明花草80%以上的死亡由于浇水不及时引起，因此国内商家已经看到了这种需求潜力。目前这类小居家用品的厂家主要集中在广东，上海，浙江一带。现在市面上所出售的自动浇花器主要有以下几类：

⑴ 电子类自动浇花器

电子类自动浇花器又叫时控喷淋装置，系统构成为：主机（或者控制器）、主管（可以是花园管也可以是4/7mm的微喷淋管）、分水接头（3通、4通、5通、6通、分水器）、副管（3/5mm）喷淋管（雾化喷头、旋转喷头、折射雾化喷头等）。

电子类自动浇花器根据电源的不同分为交流电自动浇花器和电池自动浇花器两种。控制器的一般性能有：电磁阀控制;智能时控电路·微电脑芯片控制;适用电源为AC220V/50HZ;最适宜水压0.3-0.6Mpa;待机功率（4VA，浇水时<12VA）;可控制连续作业时间是1分钟至168个小时;可每天自动完成十次以上浇水作业，可每天、隔天、隔多天自动循环进行浇水，手动自动两用;每天计时误差小于正负3秒;电器适应环境温度为-10～50℃;相对湿度<90%RH。

⑵ 玻璃、陶瓷类自动浇花器

玻璃、陶瓷类自动浇花器又叫自动渗水装置，它由本身材质的物理结构构成，根据器具的物理渗水原理完成自动浇灌，当自动浇水器内部存水，自身形成一定的压力，当遇到干燥的土壤，水就会自上而下的流出，当土壤湿润以后，会形成一个堵塞压力，从而导致水流速度变慢或者停止。器具工艺不同，效果也不一样，当然也因土壤的疏松情况决定器具内水流的速度。