基于AT89C52单片机的智能花卉培育系统

基于AT89C52单片机的智能花卉培育系统
邓春林
【摘要】市场上已有的绝大多数花卉培育装置，仅仅只对花卉生长环境的单个影响因素分别进行检测和控制，而并未使得花卉处于最佳的生长环境。

在本设计中，在调查了花卉所需生长环境的基础上，综合利用AT89C52单片机、DS18B20温度检测模块、GY-30光照强度检测模块、土壤湿度检测模块和LCD1602液晶显示模块等，实现了对花卉生长环境的实时监测和显示并达到最优控制的功能。

【期刊名称】《电子制作》
【年(卷),期】2015(000)008
【总页数】2页(P75-75,76)
【关键词】AT89C52单片机;温度检测;光强检测;湿度检测;最优控制
【作者】邓春林
【作者单位】西北民族大学电气工程学院甘肃兰州 730000
【正文语种】中文
随着现代社会的不断发展，人们对生活环境质量的要求也不断提高。

很多人会选择在家里培育一些花卉，一方面可以美化家中环境；另一方面可以净化家中的空气，使得人们能够呼吸到更加清新洁净的空气。

但是随着社会生活节奏的加快，大多数人没有时间去照顾花卉。

基于此现象，市场上出现了各种各样的花卉培养装置，如智能花盆等。

但其仅仅只对花卉生长环境的单个影响因素分别进行检测和控制，而并未达到花卉的最佳生长环境。

本文在调查了花卉所需生长环境的基础上，选择了
对花卉生长最重要的三种因素，即温度、光照强度和土壤湿度来分别进行检测，并将测得的数据进行综合分析，最后得出最佳的控制方案。

系统主要由MCU、温度检测模块、光照强度检测模块、湿度检测模块和液晶显示模块等组成，能够实时地检测花卉生长环境中的温度、光照强度和土壤湿度。

在获得三种生长影响因素后，再实时地显示，并通过单片机对三种影响因素进行综合分析得到最优的控制方案。

当光照强度太强或太弱时，通过调节花房遮阳板的开度来使得光照强度达到花卉生长最适宜的范围。

当花房温度太高或太低时，通过打开空调的加热功能或制冷功能来对环境进行升温或降温，直至环境温度达到花卉生长最适宜的范围。

当花卉所生长的土壤湿度不足时，便可通过打开水泵对花卉进行浇水，直至土壤湿度达到花卉生长最适宜的范围。

系统总体设计图如图1所示。

2.1 主控芯片模块
本系统以AT89C52单片机作为主控芯片。

AT89C52是Atmel公司生产的一款低电压、高性能CMOS 8位单片机，其主要特性有：1）片内含8 k bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器（ROM）和256 bytes的随机存取数据存储器（RAM）；2）器件采用高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指
令系统；3）片内配置通用8位中央处理器（CPU）和Flash存储单元；4）器件
具有32个双向I/O口，3个16位可编程定时/计数器中断，2个串行中断，可编
程UART串行通道，2个外部中断源。

总体上AT89C52单片机具有接口简单、方便使用、功能强大等优点，并且成本低，所以能为本系统提供高灵活、超高效的解决方案。

2.2 温度检测模块
本系统的温度检测模块采用DS18B20温度检测模块。

DS18B20是一种常用的温
度传感器，具有测温系统简单、体积小、测温精度高、耐磨耐碰、连接方便、占用口线少、硬件开销低和抗干扰能力强等特点。

DS18B20独特的单线接口方式使得
其在与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现与微处理器之间的通讯。

其测温范围为-55℃～+125℃，固有测温误差为1℃。

DS18B20在使用中不需要任何外围
元件，其可用数据总线供电，电压范围为3.0 V至5.5 V 且无需备用电源。

本系统中温度检测模块的电路图如图2所示。

2.3 光照强度检测模块
本系统的光照强度检测模块采用GY-30模块。

GY-30光照强度检测模块的特点有：1）采用I2C总线接口（f/s模式支持）；2）无需任何外部零部件；3）光源的依
赖性不大；4）对光照强度适应范围宽。

本系统中光照强度检测模块的电路图如图
3所示。

2.4 湿度检测模块
本系统的湿度检测模块采用土壤湿度检测模块。

土壤湿度传感器的工作原理基于电磁脉冲原理，其根据电磁波在介质中的传播频率来测量土壤的介电常数，从而得到土壤容积含水量。

土壤湿度传感器具有简便安全、快速准确、定点连续、自动化、宽量程等优点。

本系统中湿度检测模块的电路图如图4所示。

2.5 液晶显示模块
液晶显示模块需要对当前环境的温度、光照强度、土壤湿度进行实时地显示。

本系统中的液晶显示模块采用LCD1602液晶显示模块。

LCD1602液晶是一种专门用
来显示字母、数字、符号等的点阵型液晶模块，它由若干个5X7或者5X11等点
阵字符位组成，每个点阵字符位都可以显示一个字符，每位之间有一个点距的间隔，每行之间也有间隔，起到了字符间距和行间距的作用。

LCD1602液晶具有微功耗、体积小、显示内容丰富、超薄轻巧等特点。

本系统中LCD1602液晶显示模块的电路图如图5所示。

在软件设计方面，采用C语言编程实现对AT89C52单片机的控制。

C语言具有简洁紧凑、灵活方便、表达方式灵活、可移植性好等特点。

本系统的软件设计部分包
括系统初始化、温度检测、光照强度检测、土壤湿度检测、电机控制等部分。

待传感器将花卉生长环境中的温度、光照强度、土壤湿度三个参量检测到并传给主控芯片后，主控芯片便对温度、光照强度、土壤湿度三个参量通过LCD1602进行显示，并对其进行综合分析从而制定出一种最优控制方案。

最后分别对空调开关、水泵开关、遮阳板开度进行相应的控制。

系统程序流程图如图6所示。

本系统综合利用AT89C52单片机和各种传感器技术，实现对花卉生长环境的最优控制，从而使得花卉能够处于一个最优的生长环境。

经过实践的检验显示，基于
AT89C52单片机的智能花卉培育系统具有较好的工作稳定性及较高的工作性能。

同时，该系统操作比较简单，只需设置相应的工作参数即可。

所设计的基于
AT89C52单片机的智能花卉培育系统还具有设计成本低、可扩展性强、便于操作
等优点。

【相关文献】
[1]谭浩强．C程序设计[M]．北京：清华大学出版社，2005．
[2]李全利．单片机原理及接口技术[M]．北京：高等教育出版社，2009．
[3]周国运．单片机原理及应用（C语言版）[M]．北京：中国水利水电出版社，2009．
[4]虞杨阳，余红英．基于TSL2561的温室智能调光系统设计[J]．科学之友，2011（2）：12．
邓春林（1995．3-），男，四川南充人，西北民族大学学生，本科生。