基于单片机的自动浇花装置

基于单片机的自动浇花装置

摘要：本文主要介绍了一种可以定时的自动浇花装置，这个装置安装着水泵和定时系统，该装置运用的是自动浇水，浇水可以做到覆盖全面、水分适量，可以实现在主人无暇照顾植物的情况下对植物进行科学浇水，防止植物因缺水而干枯。本文首先介绍了花卉、植物的生存习性，只有掌握了这些信息，设计定时自动浇花装置才更有意义，然后介绍了该定时自动浇花装置的工作原理以及装置组成，希望对其他人员的继续探究有所帮助。

关键词：单片机；定时；自动浇花装置

在空闲时间，我们都喜欢养殖一些花卉来供我们欣赏，但是植物也有植物的生存特性，无论什么植物都需要按时补充水分，不同植物依照自己生存的环境，需要补充水分的时间间隔也不同，一般情况下，大部分植物都需要我们每天按时给它们浇水，如果遇到我们出差或者长时间忘记浇灌植物，那么植物就可能会因缺水而枯死。现在市场中销售的浇花装置大多是手动浇花装置，定时的自动浇花装置比较少，一些浇花系统采用的是雨幕式大范围浇灌方法来给植物补充水分，这种方法有一定的坏处，它会导致植物因长时间积水而腐烂。

一、自动浇花装置的设计意义

（1）可以实现在我们没有时间顾及植物的情况下，自动给植物补充水分，依照植物的生存习性，来确定植物需要的水量，可以提前设定不同植物的浇水次数，合理控制浇水量，然后再根据植物所处的环境这一因素，合理进行植物浇灌。（2）自动浇花装置对植物浇水使用的是细管浇水的方法，在给植物浇水时把细管缠绕在植物的各个枝蔓，保证不阻碍植物的生长，同时又能保证植物的每个枝蔓都可以补充道适当的水分，这样既达到了植物浇水的最佳效果，又能避免植物部分位置长时间积水。

二、花卉、植物的一般生长习性

大自然因为有五颜六色的花卉和植物而变得五彩缤纷。如同人一样，花卉和植物也有自己的生存习性，不同的花卉和植物的生长习性也不同。但是尽管如此，我们也可以从中找出花卉和植物的一些普遍都有的生存习性。第一是无论什么类型的花卉和植物，它们的生存都离不开阳光、空气、水和养料等生长要素。第二是不同类型的花卉、植物对于土壤的温度、湿度、养料的需要是不同的。第三是

花卉、植物浇水时间的确定，一般情况下水温和土温相差5℃左右符合要求，不会造成植物根部腐烂。对于植物每天的浇灌时间，一年四季也不相同。一般情况下，春季、夏季和秋季三个季节，上午10:00和下午16:00之后的时间都是浇花的最佳时间，夏季植物的蒸腾作用旺盛，这个时间段不适合浇水，植物会产生生理干旱甚至会枯死。因此，夏季的浇水时间定在早晨7:00和下午17:00之后。

三、单片机介绍

伴随着大量的集成电路的问世，只要把计算机的CPU 、RAM 、ROM 、定时器、定数器以及多个接口安装在一个小芯片上，就成为了芯片级计算机，所以对于单片机发展初期的定义是单片微型计算机，简称为单片机。单片机的特点主要体现在以下几点：1、有非常高的性价比2、集成程度高、体积小又可靠3 、控制能力比较强4、电压低、能耗低。单片机的应用一般有：1、智能仪器中的应用:将单片机设置在各种仪器中，可以实现仪器智能化，提高仪器测量的准确度，使仪器内部的硬件简单化，提高仪器的性价比。2、机电一体化中的应用:机电一体化就是把机械、微电子技术和计算机技术结合在一起，让生产出来的产品具备智能化的特点。3、实时控制中的应用：通过单片机实时控制数据处理过程，保证系统始终处在最佳的运行状态，提高系统的运作效率以及生产的产品性能。4、日常生活中的应用：国外一些国家的大部分家用电器都基本使用单片机取代传统控制电路。5 、其它领域的应用：除了以上各个领域的应用，单片机还被应用到商业办公自动化、产品营销、汽车及通信、计算机外部设备控制等领域。

四、基于单片机的自动浇花装置及工作原理

图1系统原理

图2自动浇花装置

如图1所示，图中所述的是一种可以定时的自动浇花装置，主要部件是储水盒，储水盒里面主要是水泵和定时装置，定时装置中又包括电源、单片机、水位传感器，水位传感器安装在储水盒的盖子内部，储水盒的一个侧面设置着进水管，另一个侧面设置着和浇花软管连接的出水端。浇花软管的出水端口是密封的，在浇花软管的管壁上分布着多个大小相同的出水孔，而在浇花软管的管外还设置着一些用来保证其可以缠绕在植物上的软管夹。

储水盒的两个侧面都设置着带有盖子的收纳盒，进水管和浇花软管的一个端口设置在收纳盒里面，另一个端口设置在收纳盒的盒顶，平常如果植物不需要水分供应的时候，就可以把进水管和浇花软管一并放在收纳盒里面，这样可以减少对空间的占用。进水管的进水端口设置着过滤网，这个装置可以帮助过滤掉水中的杂质，避免抽水装置中的管道出现堵塞，储水盒上设置着可以用来移动的提手。

定时自动浇花装置还包括另外一些装置，它们分别是温度传感器、湿度传感器、数据设置键盘、显示屏、蜂鸣报警器和指示灯，其中温度传感器、湿度传感器以及数据设置键盘各自和单片机的信号输入端口连接在一起，而显示屏、蜂鸣报警器以及指示灯的输入信号端口各自和单片机的信号输出端口连接在一起。由于不同植物所要求的温度和湿度不同，所以应在数据设置键盘上提前设定好数据，然后，温度传感器、湿度传感器依照事先设定好的数据把从外面接收到的信号传递给单片机，单片机接收到信号后对出水进行控制，一般使用的是全自动浇水方式，这种浇水方式可以实现植物无人照看的情况下控制出水阀门进行定时浇

水。如果自动浇花装置出现故障或者出水盒中的水已经被用完，由于各种植物需

要的温度和湿度不同，在数据设置键盘上设好一定的数据后，单片机就会向蜂鸣报警器发送信号，蜂鸣报警器接收到数据后，由于温度传感器和湿度传感器被设置在植物的周围，所以，通过蜂鸣报警器的提示，我们可以手动向自动浇花装置中加水或者对其出现的故障进行维修。

水泵由马达和旋转叶片这两个部分构成，旋转叶片借助马达的转动来实现加速转动，先把旋转叶片设置在一个半球形的容器内，旋转叶片在飞速旋转的同时能够产生离心力，这股力量可以把轮心中的水飞速甩到轮边，而在半球形的容器内形成真空状态。抽水的时候，把进水管直接放在水池或者水槽中，然后连接好电源，单片机控制着水泵开始运行，水就被抽到了储水盒中，当储书盒中装满水后，盖子内侧的水位传感器就会把信号发送给单片机，单片机再把停止积水信号发送给水泵，水泵就会立即停止积水工作。

给植物自动浇花的时候，一定要先把浇花软管仔细缠绕在植物的各个枝蔓上，然后用软管夹将其固定住，由于不同植物所要求的温度和湿度不同，所以应在数据设置键盘上提前设定好数据，又由于温度传感器和湿度传感器被设置在植物的周围，温度传感器、湿度传感器依照事先设定好的数据把从外面接收到的信号传递给单片机，单片机接收到信号后会把出水控制阀门打开，水就会通过出水端口流入浇花软管中，因为浇花软管的出水端口是密封着的，所以水会经过浇花软管上设置的多个出水孔中流出，然后流到植物的各个枝蔓上。如果我们无暇顾及植物时，我们只需要把浇花软管固定在植物枝蔓上，保证储水盒中水是满的，把植物对应的数据事先设置好，就可以实现依靠空气的温度和湿度对植物进行定时浇水，使用自动浇花装置既简单又便利。

五、结论

由于人们生活水平越来越高，花卉、植物受到了人们的喜爱。通过单片机设计了一个定时自动浇花装置可以做到自动浇花，不但节省了人力，而且还方便人们出差。目前，我国已经有一些专家开始研究自动浇花装置，已经研发出来的浇花装置也逐渐投向市场，但是这些浇花装置大部分都采用的是传统的浇花器具，不能实现自动浇花这一目的，虽然现在市场上有各种各样的浇花装置，有一部分是有着定时能力的浇花装置，但是这些装置使用的浇水方式也是传统的雨幕式大范围浇灌方法，这种方法有一定的坏处，不但会造成水资源的过度浪费，还会导