SRT计划项目结题研究报告(论文)

基于单片机的盆栽植物自动浇水

摘要：该本在植物自动浇水系统创新性的添加了定时浇水、自动浇水、编组浇水功能，灵活的实现了盆栽植物浇水工作的自动控制和无人值守。本系统匠心独运的采用MSP430f149单片机并植入了uCOS-II嵌入式实时操作系统，采用zigbee无线网络采集土壤湿度信息，根据任务的多少自动调节水泵的转速，恰到好处的实现了多浇水任务的并行运行。本系统小巧灵活，能广泛的适用于广场、花店、家庭等场合。

关键词：MSP430f149；uCOS-II移植；zigbee星型网络；水泵调速；多任务并行

Abstract: The automatic plant watering system in this innovative add a regular watering, automatic watering, watering functional grouping, flexible watering potted plants work to achieve automatic control and unattended. The system is excellent and the use of MSP430f149 chip and implanted uCOS-II RTOS, zigbee wireless network using the information collected soil moisture, according to the number of tasks automatically adjust the pump speed, just right to achieve a number of water mission run in parallel. The system is compact and flexible, can be widely applicable to square, flower shop, and family occasions.

Keywords: MSP430f149;transplantation uCOS-II;zigbee Star Network;pump speed; multi-tasking 1、前言

目前，随着社会生活的不断进步，人们的生活水平质量越来越高。在家里养盆栽植物不仅可以陶冶情操，丰富生活。同时通过光合作用可吸收二氧化碳，净化室内空气，因此养一些盆在植物深受人们喜欢。盆栽植物浇水是否能够适时适量的浇水，是养植成败的关键。但是在生活中人们总会有无限顾及的时候，比如工作太忙或者出差等。由于盆栽植物不能正常浇水导致花草生长不够旺盛，影响装饰效果。真对这种情况，我们设计了一款具有定时浇水、自动浇水、编组浇水功能的浇水系统，它小巧灵活，不仅适用于家庭，也适用于花店养植，还是用于花园广场等场合。

2、本系统的研究手段和方法

本系统是由单片机控制的自动浇水系统，实现对室内室外盆栽植物，广场、花园等场所额的自动浇水的自动化系统。该系统通过对土壤湿度进行检测，根据用户设定的土壤湿度上下值进行判断是否需要自动浇水，还可以通过设定浇水时间，来对不同植物实现定时浇水，同时还适应多种相同植物的编组浇水任务。其核心是单片机和无线湿度传感器以及浇水驱动

电路组成。利用uCOS-II 嵌入式操作系统实现多浇水任务的并行运行。

MSP430f149

12864液晶

独立按键

zigbee 协调器

zigbee 无线传感器

zigbee 无线传感器

zigbee 无线传感器

水泵调速

自动浇水系统系统框图

3、硬件设计

3.1单片机的选择

本系统采用的是美国德州仪器的MSP430系列单片机MSP430f149。MSP430系列单片机是一个16位的单片机，采用了精简指令集（RISC ）结构，具有丰富的寻址方式（7 种源操作数寻址、4 种目的操作数寻址）、简洁的 27 条内核指令以及大量的模拟指令；大量的寄存器以及片内数据存储器都可参加多种运算；还有高效的查表处理指令。这些特点保证了可编制出高效率的源程序。MSP430 单片机具有超低的功耗，是因为其在降低芯片的电源电压和灵活而可控的运行时钟方面都有其独到之处。

3.2显示屏的选择

本系统采用的是12684液晶显示屏，12864LCD 显示块是所说的点阵液晶显示模块，就是由128*64个液晶显示点组成的一个128列*64行的阵列，所以也就叫成了12864。每个显示点都对应着有一位二进制数，0表示灭，1表示亮。存储这些点阵信息的RAM 被称为显示数据存储器。如果要显示某个图形或汉字就是将相应的点阵信息写入到对应的存储单元中。每个存储单元存储8个液晶点的显示信息。

12864液晶连接电路图

3.3无线通讯模块的选择

本系统采用zigbee模块CC2430作为本系统的通讯模块。zigbee作为一种个人网络的短程无线传输协议，它最大的特点就是低功耗、可组网，特别是带有路由的可组网功能，理论上可以使zigbee覆盖的通讯面积无限扩展。本系统采用的是zigbee的星型网络，由一个协调器和三个终端设备组成。终端设备负责采集土壤的湿度，协调器与MSP430单片机通过串口相连，实现土壤湿度值的无线传输功能。

Zigbee模块原理图

3.4其他硬件设计

本系统采用了4个接触式独立按键进行系统功能的设定。采用按键复用技术，第一个按键同时具有选择模式、确定功能，第二个按键用于移动光标，第三个按键用于数值的加，第四个按键用于数值的减功能，从而完美的实现系统功能的设定，使系统的结构更加简洁清爽，极大地方便了用户的使用。

独立按键原理图

4、软件设计

4.1软件系统框图