摘要：設(shè)計(jì)了家庭智能澆花器" title="家庭智能澆花器">家庭智能澆花器,，實(shí)現(xiàn)花卉的自動(dòng)澆水,。利用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)澆花，根據(jù)不同的花種,，設(shè)置了不同的控制方式,，即定時(shí)定量澆花方式與根據(jù)濕度澆花。定時(shí)定量澆花是實(shí)現(xiàn)每天在規(guī)定的時(shí)間自動(dòng)打開(kāi)電磁閥澆花,，根據(jù)不同的花卉所需水量不同,，用一個(gè)按鈕來(lái)設(shè)置澆花時(shí)間的長(zhǎng)短，即電磁閥打開(kāi)的時(shí)間,，其余時(shí)間電磁閾閉合,，水流不經(jīng)過(guò)；根據(jù)濕度控制澆花是用一個(gè)溫度傳感器,，當(dāng)檢測(cè)的濕度低于設(shè)定的溫度,。就開(kāi)始澆花,，到了設(shè)定的溫度就停止?jié)不ā２煌目刂品绞娇梢酝ㄟ^(guò)手動(dòng)按鈕控制,，也可以通過(guò)紅外遙控設(shè)置,。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)澆花,。創(chuàng)新點(diǎn)在于自動(dòng)澆花的水管可伸縮,，有助于調(diào)整距離。
關(guān)鍵詞：AT89S52" title="AT89S52">AT89S52單片機(jī),；溫度檢測(cè),；DS1302；紅外遙控,；定時(shí)定量澆水
隨著人們生活水平的提高,，花卉逐漸收到人們的青睞，陶冶情操,，凈化空氣,。利用單片機(jī)設(shè)計(jì)了一款家庭智能澆花器實(shí)現(xiàn)自動(dòng)澆花，節(jié)省人力,，方便人們出差的時(shí)候,，不至于影響花卉的生長(zhǎng)，如果在家也可以關(guān)斷澆花器,，手動(dòng)澆花,。澆花器設(shè)置為兩種方式，一種是定時(shí)定量澆花,，一種是根據(jù)濕度澆花,。采用哪種方式是通過(guò)按鍵控制或者紅外遙控的，在采用定時(shí)定量澆花時(shí),，數(shù)碼管顯示時(shí)間和流水時(shí)間,，在選用根據(jù)濕度澆花時(shí)，數(shù)碼管顯示是目前的濕度,。
1 總體設(shè)計(jì)
利用AT89S52單片機(jī)設(shè)計(jì)了自動(dòng)澆花器，針對(duì)不同的花卉,，此智能澆花器設(shè)置為兩種方式：一是定時(shí)定量澆花,，二是利用濕度傳感器檢測(cè)花卉(也可以用于蔬菜等)的濕度，采集的濕度傳送到單片機(jī)芯片,，單片機(jī)根據(jù)濕度控制是否澆水,，如果需要澆水，單片機(jī)的一個(gè)引腳p2．0置高電平,，使繼電器線圈通電,，敞開(kāi)觸點(diǎn)閉合,，打開(kāi)電磁閥，實(shí)現(xiàn)定時(shí)定量的自動(dòng)澆水,，設(shè)定時(shí)間到,，電磁閥自動(dòng)閉合，并且水流時(shí)間可調(diào),，上面安裝了數(shù)碼管,，并有一個(gè)按鈕根據(jù)不同花卉所需水量不同，設(shè)置澆花時(shí)間長(zhǎng)短,，在數(shù)碼管上可以顯示澆水時(shí)間的長(zhǎng)短,；如果檢測(cè)濕度足夠，p2．0仍保持為低電平,，不打開(kāi)電磁閥,。采用哪種方式是通過(guò)按鍵控制或者紅外遙控的，在采用定時(shí)定量澆花時(shí),，數(shù)碼管顯示時(shí)間和流水時(shí)間,，在選用根據(jù)濕度澆花時(shí)，數(shù)碼管顯示是目前的濕度,。
該技術(shù)所采用的技術(shù)方案是：利用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制,，首先檢測(cè)采用何種方式澆花，如果定時(shí)定量澆花,，就在規(guī)定的時(shí)間開(kāi)始澆花,，按照設(shè)置澆花時(shí)間的長(zhǎng)短進(jìn)行澆花；如果是根據(jù)濕度控制是否澆水就設(shè)置單片機(jī)1個(gè)引腳為低電平,，濕度傳感器檢測(cè)濕度,，傳送給單片機(jī)芯片，當(dāng)檢測(cè)到濕度不夠時(shí),，單片機(jī)這個(gè)引腳就變?yōu)楦唠娖?，把繼電器吸合，常開(kāi)觸點(diǎn)閉合,，使得電磁閥線圈得電,，此時(shí)電磁閥門(mén)有閉合變成斷開(kāi)，水流經(jīng)過(guò),，給花卉澆水,。其結(jié)構(gòu)如圖1所示。
2 硬件設(shè)計(jì)
硬件電路由單片機(jī),、濕度傳感器,、繼電器、電磁閥,、數(shù)碼管,、1302芯片,、按鍵、紅外遙控接收等組成,。注意,，電磁閥如果安放離單片機(jī)太近，將會(huì)造成無(wú)法正常工作,，解決方法是：1)電磁閥遠(yuǎn)離單片機(jī),；2)加入電阻電容。這里采用的是加入電阻電容的方法,，這樣方便把元器件集中,，所做控制器也比較小。智能澆花器的原理圖如圖2所示,。
2．1 定時(shí)定量澆花方式
定時(shí)定量澆花是每天規(guī)定的時(shí)間開(kāi)始澆花,，設(shè)置澆花時(shí)長(zhǎng)，比如1分鐘,，1分鐘后停止?jié)不?。具體硬件：安裝了2個(gè)三位共陽(yáng)數(shù)碼管和1個(gè)兩位共陽(yáng)數(shù)碼管，用以顯示時(shí)間和澆花時(shí)間的長(zhǎng)短,。按鍵控制時(shí)間調(diào)整和時(shí)間設(shè)置調(diào)整,，并有一個(gè)按鈕根據(jù)不同花卉所需水量的不同，設(shè)置澆花時(shí)間長(zhǎng)短,，在數(shù)碼管上顯示出來(lái),，1302芯片實(shí)現(xiàn)時(shí)間保持，斷電時(shí)不影響時(shí)間,。
這里可假設(shè)每天早上7點(diǎn)20分自動(dòng)給花卉澆水,，澆花時(shí)間為1分鐘，到了早上的7點(diǎn)20分,，單片機(jī)控制智能澆花器開(kāi)始澆花,，單片機(jī)p2．0引腳接繼電器，繼電器接電磁閥,，電磁閥控制水流,，到了7點(diǎn)20分，給單片機(jī)一個(gè)指令,，setb 02．0,，三級(jí)管導(dǎo)通，這樣繼電器線圈有電流經(jīng)過(guò),，對(duì)應(yīng)的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，使得電磁閥線圈得電,，此時(shí)電磁閥門(mén)由閉合變成斷開(kāi),，水流經(jīng)過(guò),，給花卉澆水，1分鐘時(shí)間到,，給單片機(jī)一個(gè)指令clr p2．0,，這樣單片機(jī)p2．0引腳輸出低電平，三極管截止,，繼電器線圈沒(méi)有電流經(jīng)過(guò),，常開(kāi)觸點(diǎn)恢復(fù)為斷開(kāi)，電磁閥線圈失電,，此時(shí)電磁閥門(mén)閉合,，水流停止。這里的時(shí)間是顯示在數(shù)碼管上,，通過(guò)按鍵控制,，時(shí)間可調(diào)整，同時(shí)澆花的時(shí)間也可以通過(guò)按鍵設(shè)置,，另外澆花時(shí)間的長(zhǎng)短也可以通過(guò)按鍵調(diào)整,。同時(shí)加入1302芯片，為了斷電時(shí)不影響時(shí)間正常,，防止每次斷電后都要重新調(diào)整是時(shí)間,。圖3為定時(shí)定量澆花結(jié)構(gòu)圖。
2．2 濕度控制澆花方式
先通過(guò)按鍵設(shè)定濕度,，這里選用的濕度傳感器是LTM8901濕度傳感器,，LTM8901是一款專(zhuān)門(mén)為用戶(hù)設(shè)計(jì)自身產(chǎn)品而提供的數(shù)字化溫濕度探頭，其濕度測(cè)量量程為1％～99％RH,，分辨率為0．5％RH,，測(cè)量精度為±3．0％RH(典型值)；溫度測(cè)量范圍為-25～+60℃,，分辨率為0．062 5℃,，測(cè)量精度為±0．5℃；響應(yīng)時(shí)間典型值為5 s,；工作電壓范圍為4．5～5．5 V,。LTM8901將測(cè)量結(jié)果直接輸出為數(shù)字信號(hào)，通過(guò)“一線式總線”串行傳送給單片機(jī),，不需要進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換,，減少了元件，簡(jiǎn)單方便,。利用LTM8901濕度傳感器檢測(cè)到濕度,，傳送到單片機(jī)進(jìn)行處理，濕度顯示在數(shù)碼管上，當(dāng)濕度低于設(shè)定值時(shí),，給單片機(jī)一個(gè)指令,，seth p2．0，繼電器線圈有電流經(jīng)過(guò),，對(duì)應(yīng)的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合,，使電磁閥線圈得電，此時(shí)電磁閥門(mén)由閉合變成斷開(kāi),，進(jìn)行澆花,，當(dāng)?shù)扔诨蚋哂谠O(shè)定值時(shí)，clr p2．0,，繼電器線圈失電,，對(duì)應(yīng)常開(kāi)觸點(diǎn)斷開(kāi)，電磁閥線圈失電,，閥門(mén)閉合,，水無(wú)法流過(guò)，停止?jié)不?。濕度控制澆花結(jié)構(gòu)如圖4所示,。
2．3 方式設(shè)定
可以通過(guò)手按按鍵設(shè)定，按奇數(shù)次設(shè)定澆花方式為定時(shí)定量澆花,，按偶數(shù)次,，設(shè)定澆花方式為根據(jù)濕度澆花。也可通過(guò)紅外遙控設(shè)定澆花方式,，發(fā)射用電視遙控器,，接收電路用三位一體接收器接收信號(hào)，三位一體接收器的1腳接地,，2腳接電源,，3腳(信號(hào)腳)與單片機(jī)一個(gè)I／O引腳相連，信號(hào)來(lái)時(shí)進(jìn)行解碼,，做出不同處理,，一次接收到信號(hào)按定時(shí)定量澆花，再次接收到信號(hào)根據(jù)濕度澆花,，根據(jù)按的次數(shù),，奇數(shù)次采用定時(shí)定量澆花方式，偶數(shù)次采用濕度控制澆花方式,，這主要是針對(duì)不同的花卉,。接收到信號(hào)，發(fā)光二極管閃爍30 s,。蜂鳴器響10 s,，用以提示,。智能澆花器外部構(gòu)造如圖5所示。
3 程序設(shè)計(jì)
3．1 程序設(shè)計(jì)思路
1)方式設(shè)定 通過(guò)檢測(cè)按鍵按下次數(shù)來(lái)確定工作方式,，設(shè)按下次數(shù)為n,，第一次按下n=1,，每次按下n加一,，加到一定次數(shù)1 000，n從0開(kāi)始,，if(n=10000)(n=0),；剛開(kāi)始連接按鍵的引腳為高電平，一旦按下就變?yōu)榈碗娖?，通過(guò)檢測(cè)高電平變?yōu)榈碗娖降拇螖?shù)來(lái)檢測(cè)是否按下,；按下奇數(shù)次，采用定時(shí)定量澆花,，偶數(shù)次采用通過(guò)檢測(cè)濕度澆花,，if(n％2=0)來(lái)判斷，如果余數(shù)為O,，說(shuō)明偶數(shù)次,，否則奇數(shù)次。
2)定時(shí)定量澆花 先寫(xiě)出時(shí)間顯示程序,，再判斷是否到了設(shè)定的澆花時(shí)間以及澆花時(shí)間長(zhǎng)短,。
程序里，c表示時(shí),，b表示分,，a表示秒，w表示設(shè)置的時(shí)間長(zhǎng)短,。首先時(shí)間沒(méi)到的情況下,，p2．0引腳為0(P2_0=0)，不澆水,，當(dāng)時(shí)間到了設(shè)定的時(shí)間(if(c==7&b==20＆0
3．2 流程圖
智能澆花器程序流程圖如圖6所示。
4 結(jié)論
本文介紹了家庭智能澆花器的設(shè)計(jì),，進(jìn)行了硬件設(shè)計(jì)與程序分析，已經(jīng)做成實(shí)物,，并且使用效果好,。家庭智能澆花器用處較廣，改變程序還可作為可定時(shí)開(kāi)關(guān),、宿舍燈光系統(tǒng),、溫控塑料大棚等使用，此家庭智能澆花器,，也可以用在智能澆灌草坪,、蔬菜等，把水箱去掉,，直接接水龍頭即可,。系統(tǒng)設(shè)計(jì)的創(chuàng)新之處在于實(shí)現(xiàn)不同方式的自動(dòng)澆花以及水管的可伸縮有助于改變花盆離水源的距離；在設(shè)計(jì)過(guò)程需要注意的問(wèn)題是防止電磁閥吸合時(shí)使單片機(jī)復(fù)位,，加入電阻和電容加以緩沖,，在此系統(tǒng)中選用的電容為耐壓400 V的。