基于单片机的草坪花卉喷灌测控系统课程设计
《基于单片机智能花卉浇水系统的设计》
基于单片机的自动浇花系统的设计与实现摘要：随着信息化时代的高速发展，人们对环境的质量也越来越注重。
在家养花就成为了人们的第一个选择的东西，在家里养花不仅能够使生活更加丰富，还可以使情操得到陶冶。
并且养殖的植物能够通过植物绿色光合作用，在释放氧气的同时吸收二氧化碳，在这种情况下空气也就能够得到净化，从而变得更加清新，并且，绿色植物能吸收因为装修而产生的有害物质，比如甲醛和苯等。
由于植物的这些优点，越来越多的人，对在家养花情有独钟。
这篇文章设计了一种智能湿度感应浇花系统。
系统以单片机AT89S52为控制芯片，启动浇花之前先有蜂鸣器报警，然后按照每天的定量供水为限，在固定的时间内，自己启动浇花系统，然后按照各种植物需要的不同水量，来进行浇水，其中会有一个装置来控制，供水的时间也就是电磁阀开启和闭合的时间。
在学校供水的时候水棒会进行运转，其他时间停止工作，也就不会有补水，按照温度和湿度来严格控制供给水量，主要用到的是SLHT5-1土壤温度湿度传感器，如果没有呃，检测到温度和湿度达到要求，传感器就会机控智能开始，给花浇水。
在达到了固定的温度，湿度之后关机就会停止给花浇水，这个系统不仅能够使植物得到按时按量的水量，并且还可以为节约水资源做出贡献，然后在这种情况下植物就能够得到更好的生长。
关键词:单片机;自动浇花系统;传感器;AbstractWith the development of society, people pay more and more attention to environmental quality. Farming flowers has become the first choice. Farming at home can enrich people's life. At the same time, flowers can absorb carbon dioxide through photosynthesis to release oxygen and purify air, and flowers can also absorb toxic substances such as benzene and formaldehyde in newly decorated houses. So more and more people like to breed flowers. This paper designs an intelligent humidity induction watering system. The system uses single chip AT89S52 as control chip, buzzer alarm before starting watering, water supply on time and quantity is to automatically start pumping watering at a limited time every day. According to the difference of water requirement of various flowers, a button device is used to control the time of water supply, that is, the time of opening and closing of solenoid valve. The pump will not turn and there will be no water flow in the rest of the time. The main purpose of strictly controlling water supply according to temperature and humidity is SLHT5-1 soil temperature and humidity sensor. If the temperature and humidity of the sensor can not meet the specified requirements, it will start watering flowers and stop watering flowers when the temperature and humidity meet the specified requirements. The system can not only water flowers on time and in quantity, but also save water resources, so that flowers can grow better.Key words: single chip computer; intelligent watering system; sensor一、绪论 (1)1.1选题目的及意义 (2)1.2国内市场发展现状 (3)1.3研究方法和手段 (3)1.4植物、植物的一般生长习性 (4)1.5单片机介绍 (4)二、基于单片机的智能浇花系统 (4)2.1系统的总体设计 (4)2.2系统组成部分 (5)2.3系统工作原理 (5)三、系统硬件设计 (6)3.1AT89S52型单片机 (6)3.2 STM32最小单片机系统 (6)3.3土壤湿度检测电路 (7)3.4键盘及液晶显示电路 (8)3.5水泵调节 (8)3.6报警电路和系统 (9)3.7单片机最小系统 (9)3.7.1晶振电路设计 (9)3.7.2复位电路 (10)3.7.3按键消抖方法 (10)3.8系统的功能设计与实现 (10)四、基于物联网的智能植物养护系统的研究 (11)4.1系统设计 (11)4.1.1系统结构 (11)4.1.2系统工作原理与功能 (12)4.2系统实现 (12)4.3显示界面 (12)五、系统功能调试 (13)六、系统软件设计 (14)七、总结 (16)致谢 (16)参考文献 (16)附录 (17)一、绪论实际上国内国外像这种机控智能浇花系统实际上都在现实都得到了运用，但是很大一部分的机控智能供水灌溉系统都采用虹吸的方式，也就是利用渗透来实现补水浇花，这种方式的补水过程连续不间断，但是这样的方法只能够保证花不会因为缺水而感到干枯，这样的方式不是根据花实际需要多少来给它供水的。
单片机自动浇花系统毕业设计
单片机自动浇花系统毕业设计毕业设计题目：基于单片机的自动浇花系统1.设计目的和意义为解决现代社会中常见的人们忙碌，缺乏时间照顾植物的问题，利用单片机技术设计一套自动浇花系统，能够实现在一定的时间间隔内根据种植植物的需求自动进行浇水和护理，达到养护植物的目的，减轻人们的负担，提高生活质量。
2.设计方案本系统采用单片机控制浇水，利用温湿度传感器感应土壤湿度情况及环境温湿度，从而确定自动浇花的适宜时机，控制水泵实现自动浇水。
同时采用光照传感器感应环境光照强度，从而确定室内亮度情况，控制LED灯实现自动补光。
此外，系统采用LCD显示屏展示环境温度、湿度、光照强度和浇水状态等信息，方便用户监控植物生长情况。
具体实现方案如下：1）硬件部分：- 单片机：采用51单片机；- 人机交互：采用液晶显示屏；- 传感器：温度传感器、湿度传感器、光照传感器；- 输出设备：水泵、LED灯。
2）软件部分：- 采用C语言编写，利用单片机的定时器和ADC功能实现温度、湿度、光照强度的采集；- 实现温度、湿度和光照强度的数据处理；- 根据采集的土壤湿度情况和植物的需求，确定自动浇水时机，控制水泵实现浇水；- 根据采集的光照强度情况，确定自动补光时机，控制LED灯进行补光；- 实现LCD显示屏显示环境信息和系统状态信息。
3.实现步骤- 电路设计和制作：包括单片机电路、传感器接口、输出设备接口等；- 编写单片机程序：包括温湿度传感器数据采集、光照传感器数据采集、数据处理、控制水泵浇水、控制LED灯补光、LCD显示等功能；- 软硬件测试：测试程序与硬件是否协调运行，是否能正常采集传感器数据并控制输出设备；- 调试和优化：根据测试结果对程序进行修改和优化。
4.预期效果本设计预期实现以下功能：- 根据土壤湿度情况和植物的需求自动浇水；- 根据光照强度情况自动补光；- 通过LCD显示屏实时显示环境温度、湿度、光照强度等信息；- 用户可以通过液晶显示屏进行操作、设置等。
基于单片机的智能灌溉系统设计
基于单片机的智能灌溉系统设计智能灌溉系统是一种能够根据土壤湿度和天气情况自动进行灌溉的系统，它能够提高作物的产量并减少水资源的浪费。
本文将介绍一种基于单片机的智能灌溉系统设计，该系统可以根据土壤湿度和天气情况自动进行灌溉，实现智能化的灌溉管理。
1. 系统结构设计智能灌溉系统主要由传感器、执行器、控制器和人机交互界面组成。
传感器用于感知土壤湿度和气象数据，包括土壤湿度传感器、温湿度传感器、光照传感器等。
执行器用于执行灌溉操作，包括电磁阀、水泵等。
控制器则是系统的大脑，根据传感器采集的数据进行智能决策，并控制执行器进行灌溉操作。
人机交互界面可以让用户对系统进行监控和管理。
2. 智能决策算法智能决策算法是智能灌溉系统的核心，它能够根据土壤湿度和气象数据进行灌溉决策。
在这里我们使用模糊控制算法进行灌溉决策。
模糊控制算法是一种能够处理模糊信息的控制算法，它能够根据模糊的输入数据进行模糊的输出控制。
在我们的系统中，土壤湿度和气象数据是模糊的输入数据，而灌溉量是模糊的输出控制。
通过事先设定的模糊规则，系统可以根据土壤湿度和气象数据确定灌溉量，从而实现智能的灌溉决策。
3. 单片机控制在本设计中，我们选择使用Arduino单片机作为智能灌溉系统的控制器。
Arduino单片机具有丰富的接口和易于编程的特点，在智能灌溉系统中具有广泛的应用前景。
Arduino单片机可以通过传感器接口采集土壤湿度和气象数据，并通过执行器接口控制灌溉操作。
Arduino单片机还可以通过串口连接人机交互界面，进行系统监控和管理。
4. 人机交互界面人机交互界面是智能灌溉系统与用户进行交互的接口，它可以让用户对系统进行监控和管理。
在本设计中，我们选择使用LCD显示屏作为人机交互界面，用户可以通过LCD显示屏看到系统的工作状态和数据信息，并可以通过按钮进行操作。
5. 系统测试与优化在完成智能灌溉系统的硬件和软件设计后，我们进行系统测试与优化。
通过实验室和田间试验，我们可以测试系统的稳定性和灌溉效果，并对系统进行优化，不断提高系统的精度和可靠性。
基于单片机的智能浇花系统任务书
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基于单片机的智能灌溉系统设计
基于单片机的智能灌溉系统设计随着农业现代化的不断发展，智能化灌溉系统越来越受到农业生产者的关注。
传统的人工灌溉方式不仅浪费了大量水资源，还无法根据作物的需水量进行精准灌溉。
基于单片机的智能灌溉系统应运而生，通过自动监测土壤湿度和环境温湿度，实现对植物的智能定量灌溉，有效节约水资源，并提高作物的产量和质量。
一、系统设计思路基于单片机的智能灌溉系统主要由土壤湿度传感器、温湿度传感器、单片机控制模块、执行模块和用户界面组成。
土壤湿度传感器用于监测土壤湿度，温湿度传感器用于监测环境温湿度，单片机控制模块负责数据采集和灌溉控制，执行模块用于控制灌溉设备的开关，用户界面用于实时监测和设置灌溉参数。
系统采用闭环反馈控制策略，根据监测到的土壤湿度和环境温湿度信息，通过单片机控制执行模块实现对植物的智能定量灌溉。
1. 传感器模块：(1) 土壤湿度传感器：采用数字式土壤湿度传感器，能够准确测量土壤湿度，并输出模拟电压信号。
2. 控制模块：单片机控制模块采用高性能低功耗的微控制器，具有较强的计算和控制能力，能够对传感器采集到的数据进行处理，并控制执行模块实现对植物的智能定量灌溉。
执行模块采用继电器或电磁阀等执行器件，通过单片机控制，实现对灌溉设备的开关控制。
4. 用户界面：用户界面采用液晶显示屏和按键开关，通过单片机控制，实现对灌溉参数的实时监测和设置。
单片机控制程序主要包括数据采集和灌溉控制两部分。
1. 数据采集：单片机通过模拟输入端口接收土壤湿度传感器输出的模拟电压信号，并通过数字输入端口接收温湿度传感器输出的数字信号。
然后，将采集到的土壤湿度和环境温湿度数据进行数字转换和处理，得到实际的湿度和温度数值。
单片机根据采集到的土壤湿度和环境温湿度数据，利用预先设定的灌溉参数，计算出当前植物的需水量。
然后，根据需水量控制执行模块实现对灌溉设备的开关控制，进而实现对植物的智能定量灌溉。
四、系统工作流程1. 初始化设置：用户通过界面设置灌溉参数，包括灌溉时间、灌溉间隔、触发湿度等。
基于-单片机智能化浇花系统设计
目录1. 绪论 (2)1.1系统工作原理 (1)1.2系统模块 (1)1.3系统操作界面及其操作过程 (1)1.3.1 系统操作过程 (2)2. 部件的选择 (3)2.1芯片的选择 (3)2.2继电器的选择 (3)2.3阀门的选择 (3)2.3.1 电磁阀的选择 (4)3. 硬件设计 (5)3.1设备的结构 (5)3.1.1 中央处理单元 (5)3.1.2 LED显示部分 (5)3.1.3 电磁阀部分 (5)3.1.4按键部分 (5)3.1.5 指示灯部分 (6)3.2总电路设计图 (7)3.3AT89C51单片机电路 (8)3.4晶振电路 (9)3.5复位电路 (11)3.6按键电路 (12)3.9LED显示电路 (14)3.10电磁阀电路 (16)4. 软件设计 (17)4.1系统组成 (17)4.2消抖流程及程序 (18)4.3总流程及程序 (21)4.4按键处理总流程及程序 (25)4.5工作中的处理流程 (28)5. 结论 (29)参考文献 (32)AT89C51基于单片机智能浇花系统设计摘要:本设计是通过AT89C51单片机采用汇编语言进行编程，在LED液晶屏上实现小时，分，秒的显示;并利用单片机来实现计时，定时功能，同时通过7个按键开关和3个指示灯来实现参数设置和调节功能、浇花间隔时间的设定、浇水持续时间的设定、单片机对电磁阀的自动控制。
根据用户设定的时间顺利的完成浇花任务。
关键词：单片机，控制，显示，电磁阀1.绪论1.1 系统工作原理自动浇花系统的设计，其主要执行装置是一个电磁阀门，其一端连接水管，另外一端连接外置的水管作为浇水口，浇水的水量主要由单片机控制。
设备主要是通过控制浇水的时间间隔和浇水的持续时间来控制浇水量的。
1.2 系统模块系统主要是由单片机、电源、按键、显示、指示灯、复位电路、电机模块等图1-11.3 系统操作界面及其操作过程图1.2 系统操作界面1.3.1 系统操作过程注：用上图中的数字编号代替相关按键A:放置设备，接上水管（注意：保证不漏水），插上插头。
基于单片机智能浇灌系统课设报告
武汉华夏理工学院课程设计报告书课程名称单片机原理及应用课程设计课程设计总评成绩学生姓名、学号周子林102124142217学生专业班级自动化1142指导教师姓名李文彦课程设计起止日期2016.12.19——2016.12.30单片机课程设计任务书题目: 基于单片机的全自动浇花系统电路设计初始条件：1.采用湿度传感器采集数据；2.采用温度传感器采集数据；3.采用单片机组成数据采集系统；4.采用ULN2803芯片驱动直流电机。
要求完成的主要任务:1.对环境的温湿度状态进行数据采集；2.设湿度传感器输出为0-5V的电路；3.设计8位或10位A/D转换接口电路；4.设计单片机的信号显示电路；5.设计单片机的控制电路；6.设计掉电保存数据电路；7.设计驱动直流电机电路；8.严格按照课程设计说明书要求撰写课程设计说明书；时间安排：指导教师签名：年月日基于单片机的全自动浇花系统设计作者：周子林武汉华夏理工学院信息工程学院自动化1142摘要：现代生活中，随着人们生活水平的提高，人们对花卉、树木等绿色植物的喜爱和种植越来越多，然而以前对花木的浇灌、施肥等工作都需要人工来实现，由于现代生活节奏加快，人们往往忙于工作而忘记及时为花卉补充水分和养料，导致花木枯死。
水是植物生存、生长的最基本需要，因此，设计一种能够在无人管理的情况下为花木自动浇水的系统，能够有效解决花木因缺水而枯死的难题。
本系统是采用AT89C52单片机为核心的全自动浇花系统。
系统主要实现的功能是对花木的土壤中的湿度进行实时检测，当土壤湿度低于用户设定值时及时给花木浇水，当土壤湿度高于系统设定值时停止给花木浇水。
关键词：C51单片机 A/D转换 IIC通信协议 LCD1602显示1 系统设计本次设计包括AT89C52单片机及基本外围电路模块、温湿度检测电路模块、A/D转换电路模块、显示电路模块、EEPROM掉电数据保存电路模块、按键控制电路模块、电机驱动电路模块、电源电路模块等部分组成，具体设计方案如图1-1所示。
基于单片机的智能灌溉系统设计
基于单片机的智能灌溉系统设计【摘要】智能灌溉系统是一种利用单片机控制的智能设备，能够根据环境条件自动调节灌溉系统，提高作物的生长效率并节约水资源。
本文旨在设计一种基于单片机的智能灌溉系统，包括系统架构设计、传感器模块设计、执行器控制模块设计、数据处理与通信模块设计以及系统测试与性能评估。
通过实验测试，系统表现出良好的稳定性和灵活性，能够根据不同作物的需求自动进行灌溉，提高土地利用效率。
未来，可以进一步完善系统功能，提升系统的智能化水平，实现更精准和有效的灌溉管理。
本设计为农业生产提供了一种智能化的解决方案，有望在未来的农业生产中发挥重要作用。
【关键词】单片机、智能灌溉系统、系统架构、传感器模块、执行器控制模块、数据处理、通信模块、系统测试、性能评估、设计总结、实验结果分析、未来展望。
1. 引言1.1 背景介绍基于单片机的智能灌溉系统的设计，通过采用先进的传感器技术和智能控制算法，能够实现对农田灌溉过程的精准监测和控制。
该系统可以根据不同作物的需水量、土壤湿度等参数，智能地调整灌溉水量和灌溉时间，实现节水、节能的灌溉效果，提高农田灌溉的效率和水资源利用率。
本文将介绍基于单片机的智能灌溉系统的设计及实现过程，旨在通过对系统架构设计、传感器模块设计、执行器控制模块设计、数据处理与通信模块设计等方面的详细描述，为农田灌溉的智能化提供一种有效的解决方案。
本文还将对系统进行测试与性能评估，为系统的实际应用提供参考依据。
1.2 研究目的研究目的是设计一种基于单片机的智能灌溉系统，旨在提高农业灌溉的效率和节约水资源。
当前传统的灌溉系统存在着浪费水资源、人工操作不便等问题，因此需要一种智能化的系统来实现自动化灌溉。
本研究旨在利用单片机技术，结合传感器、执行器和数据处理模块，设计一种智能灌溉系统，实现对植物生长环境的自动监测和智能控制。
通过实时监测土壤湿度、气温、光照等环境参数，并根据植物生长需求自动调节灌溉水量和频率，可以提高农作物的产量和质量，减少浪费的水资源，减轻农民的劳动负担，从而实现节水、高效、智能的目标。
基于单片机的自动灌溉系统设计
3、检查电磁阀和水泵等执行器的电源和信号接口是否连接正确，及时更换故 障器件。
五、系统维护在自动灌溉系统投入使用后，需要定期进行系统维护，以确保系 统的稳定性和可靠性。主要包括以下几点：
1、定期检查各部件连接处是否 紧固、有无松性。
谢谢观看
3、实现方法 （1）选择合适的单片机芯片，如STM32、PIC等。 （2）设计外 围电路，包括传感器接口、电源电路、通信接口等。 （3）编写控制程序，实 现数据的采集、处理、判断和输出控制信号等功能。
三、实现方法
1、选择合适的单片机芯片在选择单片机芯片时，需要考虑以下几点：首先， 芯片的性能要满足系统要求，具备足够的处理能力和适当的存储容量；其次， 芯片应具备较多的可用资源和外围接口，方便扩展和连接其他设备；最后，芯 片的功耗要低，以确保长时间稳定运行。常用的单片机芯片有STM32、PIC、 AVR等系列。
二、自动灌溉系统设计
1、原理基于单片机的自动灌溉系统主要由传感器、控制器和执行器三部分组 成。传感器负责监测土壤湿度、温度等参数，将采集的数据传输给控制器；控 制器根据预设的算法和接收到的数据判断是否需要灌溉，并输出控制信号给执 行器；执行器根据控制信号执行灌溉操作。
2、组成部分 （1）传感器：包括土壤湿度传感器、温度传感器等，用于监测 土壤的相关参数。 （2）控制器：以单片机为核心，配合外围电路实现自动控 制功能。 （3）执行器：包括电磁阀、水泵等设备，根据控制信号执行实际的 灌溉操作。
基于单片机的自动灌溉系统设计
目录
01 一、单片机应用背景 与发展历程
03 三、实现方法
02
二、自动灌溉系统设 计
在当今的农业领域，自动化和智能化已经成为提高生产效率和优化资源利用的 关键手段。基于单片机的自动灌溉系统应运而生，为农业工作者提供了一种精 准控制灌溉的新途径。本次演示将介绍单片机在自动灌溉系统设计中的应用背 景和发展历程，并详细阐述如何根据给定的关键词和内容设计出自动灌溉系统。
基于单片机的草坪智能喷灌系统设计与实现
基于单片机的草坪智能喷灌系统设计与实现概述：草坪的维护需要定时的喷灌，为了方便草坪管理人员的操作，并节省用水资源，本文设计并实现了一套基于单片机的草坪智能喷灌系统。
设计方案：1.传感器部分：系统使用土壤湿度传感器来监测草坪的湿度情况。
当湿度低于一定阈值时，系统会自动启动喷灌设备进行喷灌。
传感器接口通过AD转换器连接到单片机的模拟输入引脚上。
2.控制部分：系统采用8051系列单片机作为主控制器。
当传感器检测到湿度低于设定阈值时，单片机会通过继电器控制水泵的开关，从而启动喷灌操作。
同时，单片机还可以根据不同时间段设置不同的灌溉时长和频率。
3.显示与操作部分：系统使用液晶显示屏来显示当前的湿度情况、喷灌状态以及设定的灌溉参数。
单片机通过与液晶显示屏的串行通信，实现与草坪管理人员的交互。
实现方法：1.硬件实现：搭建硬件电路，将土壤湿度传感器、继电器、水泵和单片机连接在一起。
根据需求选择合适的传感器和水泵，并在电路中保证合适的电流和电压。
2.软件实现：编写单片机的控制程序，实现与硬件的交互。
程序首先初始化相关引脚和接口，然后进入主循环。
在主循环中，单片机首先读取传感器的模拟值并转换成湿度值。
然后，根据湿度值判断是否需要进行喷灌操作。
最后，根据草坪管理人员设定的参数，控制水泵的开关，进行喷灌操作。
3.界面实现：使用合适的开发工具编写液晶显示屏的界面程序。
界面程序应该能够实时显示当前的湿度情况、喷灌状态和设定的参数。
同时，还应该提供操作选项，使草坪管理人员可以设定灌溉时长和频率。
实验结果：经过实际测试，草坪智能喷灌系统可以准确地监测草坪的湿度情况，并根据需要启动喷灌操作。
系统操作简单，草坪管理人员可以通过液晶显示屏设定灌溉参数，实现智能喷灌。
总结：本文设计并实现了一套基于单片机的草坪智能喷灌系统。
该系统通过土壤湿度传感器实时监测草坪的湿度情况，并根据设定的参数进行喷灌操作，实现了智能化的喷灌管理。
实验结果表明，该系统能够准确地满足草坪的喷灌需求，并且操作简便，可靠性高。
基于51单片机的智能浇花浇水系统花卉灌溉土壤湿度检测方案程序原理图设计
基于51单⽚机的智能浇花浇⽔系统花卉灌溉⼟壤湿度检测⽅案程序原理图设计硬件电路的设计（末尾附⽂件）3.1系统的功能分析及体系结构设计3.1.1系统功能分析本设计由STC89C52单⽚机电路+4位共阳数码管显⽰电路+ADC0832采样电路+⽔泵控制电路+⼟壤湿度传感器电路+按键电路+电源电路组成。
1、数码管实时显⽰⼟壤湿度传感器测到的湿度。
2、按键说明：从左边第⼀个起，减键、加键、设置键。
可以⽤按键设置，设置湿度的上、下限值,并具有掉电保存，保存在单⽚机的内部，上电⽆需重新设置。
3、当湿低于下限值时，⾃动打开⽔泵进⾏抽⽔⾃动灌溉，当湿⾼于上限值时，断开⽔泵停⽌灌溉，4、当湿度处于上下限之间时处于，⼿动模式，按减键⼿动打开⽔泵，可以按加键⼿动关闭⽔泵。
3.1.2系统总体结构本系统具体框图如下图所⽰：原理图：⽔泵控制电路设计⽔泵控制电路设计微型⽔泵（wēi xīn shuǐ bèng，microwater pump或mini water pump）定义：通常把提升液体、输送液体或使液体增加压⼒，即把原动机的机械能变为液体能量从⽽达到抽送液体⽬的的机器统称为⽔泵。
⽔泵⼀般组成形式为驱动部分+泵体，泵体上有⼀进⼀出两个接⼝，⽔从⼊⽔⼝进，排⽔⼝出，凡是采⽤这种形式，且体积⼩巧、袖珍的⽔泵，都叫微型⽔泵，也叫微型抽⽔泵。
在本系统中，使⽤5V⽔泵，⽤来喷⽔，由于⽔泵属于⼤功率装置，单⽚机⽆法直接驱动，故选择三极管9012来实现对⽔泵的控制，在本电路中通过LED灯来指⽰⽔泵是否⼯作，如果⽔泵⼯作，则LED灯亮，否则，LED灯不亮。
与LED灯串联的电阻为限流电阻，限流作⽤，以保护LED灯，防⽌烧坏。
当单⽚机的相关控制引脚为低电平时，三极管导通，⽔泵正常⼯作；否则，⽔泵不⼯作。
电解电容作⽤是滤波，来滤除⽔泵供电电源中的低频参量，让⽔泵更稳定的⼯作。
TRSD⼟壤湿度传感器模块电路设计在本设计中选择⼟壤湿度传感器来检测⼟壤的湿度，通过电位器调节⼟壤湿度控制阀值，可以⾃动对菜园、花园以及花盆⼟壤湿度进⾏检测控制，从⽽实现⾃动浇⽔。
基于STC89C52单片机的自动浇花系统设计
在测试过程中，我们发现系统的性能受到环境因素的影响较大，如土壤类型、 气候条件等。为了优化系统的性能，我们采取了多项措施。例如，针对不同类 型的土壤，我们通过调整模糊控制算法的参数，实现更为精准的浇水策略；此 外，我们还添加了更多的传感器节点，以获取更为准确的环境数据。这些优化 措施显著提高了系统的性能和稳定性。
在软件设计方面，我们采用定时器中断的方式来实现时间的测量。当超声波传 感器接收到反射回来的超声波时，会触发定时器中断。通过计算定时器计数值 与单片机的时钟频率，可以得出超声波的传播时间，从而计算出距离。
为了验证该系统的正确性和可靠性，我们进行了一系列实验。在实验中，我们 将超声波测距系统置于不同的距离处，测量实际距离与系统测距值的误差。实 验结果表明，在距离为50cm到200cm的范围内，系统测距误差小于2%。
关键词：STC89C52单片机、自动 浇花系统、设计
在当今社会，人们越来越重视生活质量，盆栽植物已成为许多家庭和办公室的 必备装饰。但植物的生长需要适量的水分，因此，设计一种能自动检测植物土 壤湿度并适时浇水的系统显得尤为重要。本次演示将介绍一种以STC89C52单 片机为核心的自动浇花系统，该系统能自动检测土壤湿度，并根据植物的需求 进行浇水。
系统优化
为了进一步提高系统的稳定性和可靠性，我们采取了以下措施进行系统优化：
1、采用更精确的传感器：选择测量精度更高的酒精传感器，可以提高系统的 测量准确性。
2、增加滤波算法：在数据处理阶段加入滤波算法，可以去除采集数据中的噪 声，提高测量稳定性。
3、软件优化：针对软件中存在的潜在问题，进行优化和重构，提高系统的可 靠性。
算法设计：算法设计主要包括输入输出算法、模糊控制算法等。输入输出算法 用于读取传感器的值并输出控制信号；模糊控制算法则根据植物的需求和环境 因素，制定相应的浇水策略。
基于单片机的自动浇花系统的设计
基于单片机的自动浇花系统的设计自动浇花系统是一种基于单片机的智能设备，能够自动监测植物土壤湿度，并根据设定的阈值自动浇水。
该系统的设计旨在提高植物的养护效率，减轻人工浇水的负担，保证植物的正常生长。
一、系统的硬件设计系统的硬件设计主要包括传感器、单片机、电磁阀和电源等组成部分。
1.传感器：使用土壤湿度传感器来检测植物的土壤湿度。
传感器与单片机相连，通过一个模数转换器将传感器输出的模拟信号转化为数字信号，以便单片机进行处理。
2.单片机：选择一款性能稳定且具有较高计算能力的单片机作为系统的处理器。
通过对传感器的读取和处理，以及对电磁阀的控制，实现自动浇花功能。
3.电磁阀：电磁阀作为水源的开关，控制水的流入和停止。
单片机通过控制电磁阀的通断，来实现对水的自动控制。
4.电源：系统的电源可以选择直流电源供电，也可以使用电池供电，以满足系统的运行需求。
二、系统的软件设计系统的软件设计主要包括采集和处理土壤湿度数据、控制电磁阀的开关和设置阈值等功能。
1.数据采集与处理：单片机通过模数转换器将传感器输出的模拟信号转化为数字信号，然后对所得到的数字信号进行处理，得到土壤湿度的具体数值。
根据设定的阈值判断是否需要浇水。
2.控制电磁阀：当土壤湿度低于设定的阈值时，单片机将检测到的数据与设定的阈值进行比较，如果低于阈值，则触发单片机通过控制电磁阀的通断来给植物浇水。
3.设置阈值：用户可以通过界面设置系统的阈值，根据自己的需求来调整系统的工作逻辑。
三、系统的工作流程1.系统上电初始化，开始监测土壤湿度。
2.单片机采集传感器输出的模拟信号，并进行模数转换，得到土壤湿度的数值。
3.单片机将土壤湿度与设定的阈值进行比较。
4.如果土壤湿度低于设定的阈值，则触发单片机控制电磁阀打开，开始浇水。
5.当土壤湿度达到设定的阈值后，单片机控制电磁阀关闭，停止浇水。
6.循环监测土壤湿度，直至系统关闭。
四、系统的优化与改进1.增加液位传感器：除了土壤湿度传感器外，可以增加液位传感器来监测水的水位，以防止水箱中水的耗尽。
基于AT89S52单片机的花卉自动浇灌系统的设计
图 ３ 温 度 传 感 器 电 路
系统 的 温 度 传 感 器 采 用 ＤＳ１８Ｂ０ 单 线 数 字 式 温 度 传 感 器 。 该 温 度 传 感 器 ，适 用 电 压 为 ３～５ Ｖ（跟 单 片 机 ５Ｖ 电 源 供 电 可 以 适 用 同 一 电 源 ），可 测 温 度 范 围 为 －５５～１２５ ℃（完全可以满足本系统），而且它只需单总 线进行信息交互，即 只 需 占 用 单 片 机 的 一 个Ｉ／Ｏ 口，而 且基本不需要外部原件。 ２．１．２ 温 度 显 示 电 路
ＺＨＯＵ Ｙｉｎｇ１，ＪＩＡ Ｃｈｅｎｇ－ｊｕｎ２，ＹＵ Ｊｉ １
（１．Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ ａｎｄ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ，Ｎｏｒｔｈｗｅｓｔｅｒｎ Ｐｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉ’ａｎ ７１０１２９，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｚｈｅｊｉａｎｇ Ｘｉｎｃｈａｎｇ Ｓｕｐｅｒｖｉｓｉｏｎ ａｎｄ Ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ Ｓｔａｔｉｏｎ ｏｆ Ｐｒｏｄｕｃｔ Ｑｕａｌｉｔｙ，Ｘｉｎｃｈａｎｇ ３１２５００，Ｃｈｉｎａ）
图 ２ 单 片 机 硬 件 结 构 框 图
２．１ 温 度 控 制 、显 示 电 路 ２．１．１ 温 度 控 制 电 路
温度传感器电路原理图如图３所示。
图 ４ 温 度 显 示 电 路
这 样 可 以 很 直 观 地 告 诉 用 户 当 前 环 境 的 温 度 ，同 时 采 用 数 码 管 而 非 液 晶 屏 ，可 以 有 效 控 制 成 本 。 ２．２ 电 磁 阀 、排 风 扇 电 路
基于单片机的自动浇花系统的设计
基于单片机的自动浇花系统的设计自动浇花系统是一种能够根据植物的需水情况自动进行浇水的智能设备。
它利用单片机控制花盆的浇水行为，通过传感器感知土壤湿度，从而实现自动控制系统。
本文将详细介绍基于单片机的自动浇花系统的设计。
一、引言现代社会，人们生活节奏加快，忙碌的工作使得人们无法经常照顾家中的花卉。
因此，研发一种能够自动浇花的系统具有重要意义。
本文通过基于单片机的自动浇花系统的设计，实现了智能浇花的功能。
二、系统设计1. 硬件设计本系统主要由单片机、土壤湿度传感器、水泵及其他辅助元件组成。
单片机负责接收传感器的输入信号，并根据预设的阈值控制水泵的开关。
土壤湿度传感器采集土壤湿度信息，当土壤湿度低于预设阈值时，传感器会向单片机发送信号。
水泵负责将水从储水箱中抽取，并通过管道灌溉到花盆中。
2. 软件设计单片机的程序主要由两部分组成：传感器数据采集和控制逻辑。
传感器数据采集部分负责实时获取土壤湿度传感器的数据，并将其转换成可供控制逻辑使用的数字信号。
控制逻辑部分负责根据传感器数据判断是否需要浇水，并控制水泵的开关。
三、系统工作流程1. 初始化系统启动时，单片机会对各个元件进行初始化设置，包括传感器的校准和水泵的状态。
2. 数据采集单片机不断地从土壤湿度传感器中读取数据，并将其转换成数字信号。
传感器数据的采集频率可以根据实际情况进行调整。
3. 数据处理单片机根据传感器数据判断土壤湿度是否低于预设阈值。
如果低于阈值，则需要浇水；如果高于阈值，则不需要浇水。
4. 控制水泵根据数据处理的结果，单片机会控制水泵的开关。
当需要浇水时，单片机会发送信号给水泵，使其开始工作；当不需要浇水时，单片机会发送信号给水泵，使其停止工作。
5. 循环执行系统会不断地循环执行上述步骤，以实现实时监测和自动浇花的功能。
四、系统优势基于单片机的自动浇花系统具有以下优势：1. 省时省力：系统能够根据植物的需水情况自动进行浇水，省去了人工浇水的麻烦。
开题报告基于单片机智能花卉浇水系统的设计
3.2.1发射端信号的产生
3.2.2 LED马区动电路的设计
3.3可见光通信系统接收端的设计
3.3.1接收电路的介绍
3.3ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ2接收信息的处理
3.4可见光通信系统测试
3.5本章小结
第4章基于物联网的智能花卉养护系统实验
第5章 课题总结及展望
5.1 课题总结
5.2 展望
致谢
3、设计（论文）体系、结构（大纲）
第1章绪论
1.1课题研究的背景和意义
1.2国内外研究现状
1.3本论文研究的主要内容和结构安排
第2章智能浇水系统的设计与实现
2.1系统总体结构
2.2湿度传感器
2.3调压电路的设计
2.4智能浇水控制设备的设计
2.5本章小结
第3章可见光通信的设计与实现
3.1可见光通信系统简介
2、选题意义：本论文设计的基于物联网的智能花卉养护系统既解决了花卉智能养护的问题，又满足了人们绿色健康的生活理念。
二、课题综述（课题研究，主要研究的内容，要解决的问题，预期目标，研究步骤、方法及措施等）
1、课题研究：基于单片机智能花卉浇水系统的设计
2、主要研究的内容：
本文主要研究的是基于物联网的智能花卉养护系统的研究，该系统的目的是实现对花卉土壤湿度智能监控。监控就是指利用湿度传感器对花卉土壤湿度进行实时测量，并控制浇水设备对花卉进行浇水，达到对花卉湿度监控的效果。。
参考文献
附录
指导教师意见：
签字：
年月日
分院审批意见：
签章：
年月日
毕业设计（论文）开题报告
学生姓名
学号
班级
所属院系专业
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基于单片机的草坪花卉喷灌测控系统课程设计目录摘要 (2)一总体设计方案 (2)1 设计任务 (2)2 任务分析 (2)3 方案确定 (2)4 整体设计 (2)二硬件部分设计 (3)1 单片机的选择 (3)2温湿度传感器SHT11 (5)3开关三极管 (8)三模块功能简介 (8)1.复位电路 (8)2.传感器电路 (9)3.时钟电路 (9)4.显示电路 (9)5.系统整体硬件图 (10)四软件设计 (10)1 主程序及说明 (10)2 主程序框图 (12)五心得体会 (14)摘要本课程设计设计实现的是单片机温湿度测量与控制系统，通过LCD显示所测量的温湿度，然后通过电磁阀对温湿度进行控制，达到要求的范围。
系统采用集温湿度传感器与A/D转换器为一体的SHT11芯片，通过单片机处理进行显示，其它模块包括了实时时钟/日期产生电路和超限报警处理电路，对所测量的值进行实时显示和报警处理。
并且温湿度传感器的内部比较器的设定值与当前外界温度和适度进行比较，如低于设定值将会打开电磁阀，对花卉进行喷灌，以保证足够的温度和湿度，当高于设定值将关闭电磁阀。
一总体设计方案1、设计任务：设计一个基于AT89C51单片机的草坪花卉喷灌测控电路。
2、任务分析：通过控制电动（电磁）阀门的开关使自来水经过喷头实现。
电动（电磁）阀门有单相交流（~220V）供电和直流（12V—36V不等）供电两大系列，利用微机控制阀门供电实现阀门的开关，经自来水喷头实现草坪花卉喷灌直流电动阀门用三极管开关控制供电；微机智能控制方式为土壤温湿度自动测控方式。
3、方案确定：采用集温湿度传感器于一体的SHT11芯片为主要芯片如图2所示传感器SHT11是A T89C51单片机是三极管控制器是三相步进电机图1总体设计方框图一4.整体设计本设计核心部件为AT89C51，信号采集及处理部分由SHT11构成，进入单片机后经处理后通过LCD1604显示温湿度，信号显示采用的液晶屏为5X7点阵，一行可显示16字，四行。
其他组成部分为实时时钟发生电路，产生同现在相同的时间和具体日期，通过LCD1604液晶模块显示。
在软件设计部分有对测量的温湿度进行上下值的设定，当测量超过限定值，通过电磁阀处理电路对其进行处理，起动装置控制温湿度，以达到目的。
硬件中包括一个开关，为复位开关。
开机后，所有器件初始化，DS1302产生实时时间和日期，温湿度传感器SHT11开始进行温湿度测量和计算，最后通过两个LCD液晶显示器显示结果。
在测量结果中有超过设定的温湿度上下限的，通过超限模块作出反应。
整体电路框图如下：图2二硬件部分设计1、单片机的选择——AT89C51控制器采用AT89C51具有低电压供电和体积小等特点，四个端口能满足电路系统的设计需要，可用二节电池供电。
其外部引脚图如图4所示图3 A T89C51单片机的外部引脚图A．主要特性：·与MCS-51 兼容·4K字节可编程闪烁存储器·寿命：1000写/擦循环·数据保留时间：10年·全静态工作：0Hz-24Hz·三级程序存储器锁定·128*8位内部RAM·32可编程I/O线·两个16位定时器/计数器·5个中断源·可编程串行通道·低功耗的闲置和掉电模式·片内振荡器和时钟电路B．管脚说明：VCC：供电电压。
GND：接地。
P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。
当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。
P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。
在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。
P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。
P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。
在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。
P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。
并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。
这是由于内部上拉的缘故。
P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。
在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。
P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。
P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。
当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。
作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。
P3口也可作为A T89C51的一些特殊功能口，如下表所示：表1 P3口管脚备选功能P3.0 RXD 串行输入口P3.4 T0 计时器0外部输入P3.1 TXD 串行输出口P3.5 T1 计时器1外部输入P3.2 /INT0 外部中断0 P3.6 /WR 外部数据存储器写选通P3.3 /INT1 外部中断1 P3.7 /RD 外部数据存储器读选通2、温湿度传感器SHT112.1.SHT11 简介SHT11 是瑞士Scnsirion 公司推出的一款数字温湿度传感器芯片。
温湿度传感器SHT11集温度传感器和湿度传感器于一体，因此采用SHT11 进行温湿度实时监测的系统具有精度高、成本低、体积小、接口简单等优点；另外SHT11 芯片内部集成了14位A/D 转换器，且采用数字信号输出，因此抗干扰能力也比同类芯片高。
该芯片在温湿度监测、自动控制等领域均已得到广泛应用。
其主要特点：◆高度集成，将温度感测、湿度感测、信号变换、A/D 转换和加热器等功能集成到一个芯片上；◆提供二线数字串行接口SCK和DATA，接口简单，支持CRC 传输校验，传输可靠性高；◆测量精度可编程调节，内置A/D 转换器(分辨率为8～12位，可以通过对芯片内部寄存器编程选择)；◆测量精确度高，由于同时集成温湿度传感器，可以提供温度补偿的湿度测量值和高质量的露点计算功能；◆封装尺寸超小(7.62 mm×5.08mm×2.5 mm)，测量和通信结束后，自动转入低功耗模式；◆高可靠性，采用cmosens工艺，测量时可将感测头完全浸于水中。
2.2.SHT11 的引脚功能SHT11温湿度传感器采用SMD(LCC)表面贴片封装形式，接口非常简单，引脚名称及排列顺序如图5 所示。
图4各引脚的功能如下：◇脚1和4--信号地和电源，其工作电压范围是2.4～5.5 V；◇脚2和脚3--二线串行数字接口，其中DA-TA为数据线，SCK为时钟线；◇脚5～8--未连接。
2.3.SHT11的内部结构和工作原理温湿度传感器SHT11将温度感测、湿度感测、信号变换、A/D转换和加热器等功能集成到一个芯片上，其内部结构如图3.5所示。
该芯片包括一个电容性聚合体湿度敏感元件和一个用能隙材料制成的温度敏感元件。
这两个敏感元件分别将湿度和温度转换成电信号，该电信号首先进入微弱信号放大器进行放大；然后进入一个14位的A/D 转换器；最后经过二线串行数字接口输出数字信号。
SHT11在出厂前，都会在恒湿或恒温环境巾进行校准，校准系数存储在校准寄存器中；在测量过程中，校准系数会自动校准来自传感器的信号。
此外，SHT11内部还集成了一个加热元件，加热元件接通后可以将SHT11 的温度升高5℃左右，同时功耗也会有所增加。
此功能主要为了比较加热前后的温度和湿度值，可以综合验证两个传感器元件的性能。
在高湿(>95％RH)环境中，加热传感器可预防传感器结露，同时缩短响应时间，提高精度。
加热后SHT11温度升高、相对湿度降低，较加热前，测量值会略有差异。
图5 SHT11内部结构图微处理器是通过二线串行数字接口与SHT11进行通信的。
通信协议与通用的I2C总线协议是不兼容的，因此需要用通用微处理器I/O口模拟该通信时序。
微处理器对SHT11的控制是通过5个5位命令代码来实现的，命令代码的含义如表2所列。
命令代码含义00011 测量温度00101 测量湿度00111 读内部状态寄存器00110 写内部状态寄存器11110 复位命令，使内部状态寄存器恢复默认值。
下一次命令前至少等待11ms 其他保留2.4.SHT11 应用设计微处理器采用二线串行数字接口和温湿度传感器芯片SHT11进行通信，所以硬件接门设计非常简单；然而，通信协议是芯片厂家自己定义的，所以在软件设计中，需要用微处理器通用I/O口模拟通信协议。
硬件设计SHT11通过二线数字串行接口来访问，所以硬件接口电路非常简单。
需要注意的地方是：DATA数据线需要外接上拉电阻，时钟线SCK用于微处理器和SHT11之间通信同步，由于接口包含了完全静态逻辑，所以对SCK最低频率没有要求；当工作电压高于4.5V时，SCK频率最高为10MHz，而当工作电压低于4.5V 时，SCK最高频率则为1MHz。
硬件连接如图7 所示。
图6 微处理器和SHT11之间的硬件连接图由于微处理器通过二线串行数字接口访问湿度传感器SHT11，而访问协议是芯片生产商定义的，所以需要用通用I/O口模拟该通信协议。
通过对I/O口寄存器的编程，该处理器的I/O口可以根据需要设置成输入、输出、高阻等状态。
这为模拟该通信协议提供了条件。
在软件实现过程中，通过宏定义来实现I/O口状态的改变。
#define set_data_0() DDRB|=(1<<PB5);PORTB&=~(1<<PB5) //DATA输出0#define set_data_1() DDRB|=(1<<PB5);PORTB|=(1<<PB5) //DATA输出1#define release_data_1() DDRB&=~(1<<PB5)//释放总线，总DATA设为输入状态，因为外接上拉电阻，DATA总线被上拉为高电平#define set_sck_output() DDRB|=(1<<PB4) //设置SCK为输出#define set_sck_1() PORTB|=(1<<PB4) //SCK输出高电平#define set_sck_0() PORTB&=~(1<<PB4) //SCK输出为低电平2.5 传感器技术参数测量精度：±5%测量范围：温度：-50℃∽+70℃湿度：20%∽90%分辨率：温度：0.1℃湿度：1%工作电压：5～12V工作电流：21～26mA，典型值21mA测量主频：100Mhz输出信号：0～1.875V DC测量稳定时间：2秒响应时间：＜1秒测量区域：以中央探针为中心，围绕中央探针的直径为7cm、高为7cm的圆柱体电缆长度：1.5米 (标配)3.开关三极管：图8中三极管为NPN型硅管。