自动浇花系统
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花谚说：“活不活在于水，长不长在于肥”。盆栽花卉由于受容积小、蓄水保水性差、蒸发量大又无地下水补充等特定条件所限故，不耐旱，浇水就显得尤为重要。如果盆花缺水，植物体内的生理活动就会受到破坏，磷酸钾、硼、钙的吸收就会变弱，而这些元素的缺乏会导致生长点附近生长不良。盆花缺水还会造成土壤养分的浓度相对偏高, 也最易出现 “肥伤”。花卉生长所需的水分，大部分是从土壤中吸收来的，保持土壤适当的含水量，是花卉正常发育和获得更高观赏品质的必要条件。常见的花卉按其需水习性和对不同水分环境的适应能力，可分为水生花卉、湿生花卉、中生花卉和旱生花卉四种。不同的花卉我们需要浇的水量也不一样。不同的花卉需水量不同，相同的花卉在不同的生长阶段所需的水量也是不尽相同的。花卉对土壤水分的要求在各生长阶段不同而不同。我们要根据花卉的生长季节及生长期合理安排。综上所述，盆花的合理浇水就显得尤为重要。
KeywordsAutomatic watering systemSoil moisture sensorsThe automatic control
STC12C5A60S2
一
1.1
随着当今社会现代化脚步的加快，自动化已成为当今世界的发展主题。花卉的生长发育需要有一定的环境条件，这些环境条件主要有温度、水分、光照、空气成分、土壤的成分、物理机械性质、营养液的温度和成分等。其中花卉能否良好生长最为重要的在于土壤湿度的适合程度。如何能有效及时的控制好土壤湿度问题已经成为养花爱花者们最为关心的问题。
RST（9引脚）：单片机内部CPU的复位信号输入端。
ALE（30引脚）：ALE是地址锁存使能端和编程脉冲输入端。
XTAL1（19引脚）：接外部石英晶体的一端。振荡器反相放大器和内部时钟发生电路的输入端。
XTAL2（18引脚）：接外部石英晶体的另一端。振荡器反相放大器的输出端。
EA（31引脚）：当EA输入端输入高电平时，CPU可访问片内程序存储器4KB或8KB的地址范围。当EA输入低电平时，则只能访问片外程序存储器，不论片内是否有程序存储器。
STC12C5A60S2系列单片机是宏晶科技生产的单时钟/机器周期（1T）的单片机，是高速，低能耗，超强抗干扰的新一代8051单片机，指令代码完全兼容传统8051，但速度快8-12倍，内部集成MAX810专用复位电路，2路PWM，8路高速10位A/D转换（250K/S）针对电机控制，强干扰场合。
经过以上的对比来看，考虑到使用方便与简化电路以及其性价比等，STC12C5A60S2比较合适。而且宏晶科技有限公司生产的STC12C5A60S2单片机由于具有其他公司生产的89C52单片机的全部优点，而且其具有内置A/D，加密型好，抗干扰强，而且价格相对合理，所以最终确定选用STC12C5A60S2单片机STC12C5A60S2管脚图如图3-1所示。
8751单片机总体上来说和8051单片机差不多，只是8751单片机片内加了一个4K的EPROM，用户可以私下将自己的编写的程序烧写到EPROM中，但是如果要修改程序的话，同样要用紫外线照射来擦除，而后才可以从新烧写新的程序。
89C51单片机为EPROM型，可以说89C51单片机融合了8051和8751的优点，在应用中可以完全代替他们，因为他不仅有他们的功能，而且管脚也兼容，而且存储器为4K的并是FLASH工艺的。
3.2
3.2.1
在单片机的应用当中，数据采集是一个非常重要的环节，并且它也是单片机和传感器工作的重要接口。在我们实际的应用当中，单片机的数据采集信号类型主要分为以下几种：一种是模拟的电压信号和电流信号，另一种是数字信号。一般的单片机都是用A/D转换从而来实现对外部电压信号的采集，利用电流/电压转换芯片和A/D转换实现对电流信号的检测；通过脉冲计数或I/O口时序来处理数字信号。
2.
图2-1系统硬件电路整体框架图
Arduino 土壤湿度传感器模块用于对土壤湿度进行数据采集，STC12C5A60S2单片机内置A/D转化进行数据处理，LCD12864显示模块用于显示土壤湿度传感器测量得到的土壤湿度值。晶振模块用于传输时钟信号给单片机。按键模块用于对时间的调节，由于不同的花卉开花的时间不一样，所以可以根据时间合理对花卉进行浇花，还达到节约用水。土壤湿度报警模块用于对低于设定土壤湿度湿度值下限时进行报警提示，并发出警报，单片机控制继电器，接通水泵，给花卉浇水，使花卉及时得到补水。浇水系统有继电器控制，当缺水时，继电器接通，水泵从水箱抽水给花卉浇花。
3.3
3.3
在显示模块选择时有2种，一种是用液晶显示屏，一种则是选用数码管。液晶显示屏具有轻薄短小，低耗电量，无辐射危险，平面直角显示以及影象稳定不闪烁等优势，可视面积大，画面效果好，分辨率高，抗干扰能力强等特点，可以显示汉字等各种符号。但一般需要利用控制芯片创建字符库，
图3-1STC12C5A60S2引脚图
STC12C5A60S2的主要管脚功能如下：
VCC（40引脚）：电源电压+5V
VSS（20引脚）：接地
P0端口（P0.0～P0.7，39～32引脚）：输入输出脚，可用于8位并行I/O口或分时复用为地址和数据总线。作为输出口，每个引脚能驱动8个TTL负载。定义为I/O时，需外接上拉电阻。
基于单片机的自动浇花系统
王百度文库伟
（重庆市三峡学院机械工程学院系机械设计专业2010级 重庆万州 404000）
摘要
本系统为基于STC12C5A60S2单片机的智能浇花系统。主要由土壤湿度传感器采集、时间显示、浇水设置、浇水六大模块组成。实现全天性的对植物湿度信息采集。判断出是否需要浇水，最终由单片机控制继电器的开断来实现浇水。该系统能根据实际情况，合理的浇水，既节约了水资源，又能让植物更好生长。
从某个侧而看出，对土壤湿度的测量在技术及成本上还有待突破，不像空气湿度测量成熟。
1这是一个简易的水分传感器可用于检测土壤的水分，使用这个传感器制作一款自动浇花装置，让您的盆栽不用人去管理。
2 灵敏度可调（图中蓝色数字电位器调节）
3工作电压3.3V-5V
4模块双输出模式，数字量输出简单，模拟量输出更精确。
关键词自动浇花系统土壤湿度传感器 自动控制STC12C5A60S2
Based on single chip microcomputer automatic watering system
WangWen-wei
（school of mechanical engineering.ChongqingThreeGorgesUniversity, Wanzhou 404000)
P1端口（P1.0～P1.7，1～8引脚）：输入输出脚，8位准双向并行I/O口。P1口是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口。能负载4个TTL。
P2端口（P2.0～P2.7，21～28引脚）：输入输出脚，8位准双向并行I/O口。P2口是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口。能负载4个TTL。
P3端口（P3.0～P3.7，10～17引脚）：输入输出脚，8位准双向并行I/O口。P2口是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口。能负载4个TTL。而且都具有第二功能，P3.0和P3.1为串行数据传输，P3.2和P3.3为外部中断请求，P3.4和P3.5分别为定时器0和1的外部输入，P3.6和P3.7分别用于读写单片机外部RAM，是外部数据写选通信号和读选通信号。
（2）时间显示
系统统内部装有一块DS1302时钟芯片，可以准确的显示时间，用户可以根据时间记录花期。
（3）浇水设置
当土壤湿度低于设定值下限，单片机控制继电器接通，水泵开始抽水浇花；当高于设定值上限，单片机控制继电器断开，水泵停止浇水。
（4）报警设置
当土壤湿度低于设定值下限，报警系统开始报警，并提示浇水。当开始浇水，停止报警，继续浇水。
5设有固定螺栓孔，方便安装
6小板PCB尺寸：3cm*1.6cm
7电源指示灯（红色）和数字开关量输出指示灯（绿色）
8比较器采用LM393芯片，工作稳定表3-1DHT11引脚说明
9VCC 外接3.3V-5V
10GND 外接GND
11DO 小板数字量输出接口（0和1）
12AO 小板模拟量输出接口
图3-2土壤湿度传感器
ABSTRACTWith the speeding up of the modernization step, automation has become the development theme of today's society, and of course the flower automatic watering system is becoming more and more get the favour of those flowers, some people like flowers or potted class of ornamental plants, but they often go out on a business trip or a long time not to water, they take care of them, and give up this hobby. So how is more convenient and reasonable for plant breeding become a focus of the design of smart home.
This system based on STC12C5A60S2 single-chip microcomputer intelligent watering the flowers. Mainly by the soil moisture sensor water collection, display, time setting and watering of six modules. Realize the nature of plant humidity information acquisition. Determine whether you need watering, and ultimately controlled by single chip microcomputer relay open circuit to implement the watering. The system according to the actual situation, the reasonable water, saves the water resources, and can make plants grow better.
在生活中土壤湿度传感器并不多见，一些可以精确测量出来的的土壤湿度传感器价格昂贵，通过反复查资料选择了一款价格合理，测试精确性一般的土壤湿度传感器。将Arduino 土壤湿度传感器插入土壤，采集数据，通过A/D转换进行数据处理，并且通过屏幕显示具体土壤湿度。
3.2.2
本设计之初，原本打算选用FDS-100土壤水分传感器，其可测土壤相对含水率，与土壤本身的机理无关，是目前国际上最流行的土壤水分测量方法。但FDS-100土壤水分传感器是一款高精度、高灵敏度的测量土壤水分的传感器。可深埋土中，长期测量且性能稳定。但由于FDS-100的价格偏贵，动辄接近一千,这是不符合我们的设计理念的。而市场上土壤湿度的型号和资料也较少，价格也不尽如人意，难以找到一款合适的土壤湿度传感器，所以根据土壤湿度的测原理，在网上面到一款实用价廉的土壤湿度传感器。
三
3.
使用STC1T系列的单片机，驱动能力强，运行相对稳定，抗干扰能力强，内置A/D转换。与AT系列的相比，性价比更高。
使用最普遍的AT89C52,熟悉其原理，相关的资料丰富，相对比较 便宜，容易购买，使用的过程中有疑问容易在网上找到相关资料或者查阅书刊，但是定时器、中断、ROM等较少，抗干扰能力不强，无内置A/D转换，等其他功能。
1.2
随着自动化设备的不断完善，各种自动浇花装置也不时的涌入社会。根据土壤湿度传感器设计的花卉自动浇水系统能根据作物及其不同生长阶段对环境条件的具体需要，随时调整控制花卉土壤湿度，让花卉能良好生长。
二
2.
（1）选择性浇水
在每次浇水前，系统会对植物土壤湿度进行检测，如果超过设定值上限，就不进行浇水操作，防止过度浇水、浪费水资料。如果低于设定值下限就进行浇水操作，及时给植物补充水分。
KeywordsAutomatic watering systemSoil moisture sensorsThe automatic control
STC12C5A60S2
一
1.1
随着当今社会现代化脚步的加快，自动化已成为当今世界的发展主题。花卉的生长发育需要有一定的环境条件，这些环境条件主要有温度、水分、光照、空气成分、土壤的成分、物理机械性质、营养液的温度和成分等。其中花卉能否良好生长最为重要的在于土壤湿度的适合程度。如何能有效及时的控制好土壤湿度问题已经成为养花爱花者们最为关心的问题。
RST（9引脚）：单片机内部CPU的复位信号输入端。
ALE（30引脚）：ALE是地址锁存使能端和编程脉冲输入端。
XTAL1（19引脚）：接外部石英晶体的一端。振荡器反相放大器和内部时钟发生电路的输入端。
XTAL2（18引脚）：接外部石英晶体的另一端。振荡器反相放大器的输出端。
EA（31引脚）：当EA输入端输入高电平时，CPU可访问片内程序存储器4KB或8KB的地址范围。当EA输入低电平时，则只能访问片外程序存储器，不论片内是否有程序存储器。
STC12C5A60S2系列单片机是宏晶科技生产的单时钟/机器周期（1T）的单片机，是高速，低能耗，超强抗干扰的新一代8051单片机，指令代码完全兼容传统8051，但速度快8-12倍，内部集成MAX810专用复位电路，2路PWM，8路高速10位A/D转换（250K/S）针对电机控制，强干扰场合。
经过以上的对比来看，考虑到使用方便与简化电路以及其性价比等，STC12C5A60S2比较合适。而且宏晶科技有限公司生产的STC12C5A60S2单片机由于具有其他公司生产的89C52单片机的全部优点，而且其具有内置A/D，加密型好，抗干扰强，而且价格相对合理，所以最终确定选用STC12C5A60S2单片机STC12C5A60S2管脚图如图3-1所示。
8751单片机总体上来说和8051单片机差不多，只是8751单片机片内加了一个4K的EPROM，用户可以私下将自己的编写的程序烧写到EPROM中，但是如果要修改程序的话，同样要用紫外线照射来擦除，而后才可以从新烧写新的程序。
89C51单片机为EPROM型，可以说89C51单片机融合了8051和8751的优点，在应用中可以完全代替他们，因为他不仅有他们的功能，而且管脚也兼容，而且存储器为4K的并是FLASH工艺的。
3.2
3.2.1
在单片机的应用当中，数据采集是一个非常重要的环节，并且它也是单片机和传感器工作的重要接口。在我们实际的应用当中，单片机的数据采集信号类型主要分为以下几种：一种是模拟的电压信号和电流信号，另一种是数字信号。一般的单片机都是用A/D转换从而来实现对外部电压信号的采集，利用电流/电压转换芯片和A/D转换实现对电流信号的检测；通过脉冲计数或I/O口时序来处理数字信号。
2.
图2-1系统硬件电路整体框架图
Arduino 土壤湿度传感器模块用于对土壤湿度进行数据采集，STC12C5A60S2单片机内置A/D转化进行数据处理，LCD12864显示模块用于显示土壤湿度传感器测量得到的土壤湿度值。晶振模块用于传输时钟信号给单片机。按键模块用于对时间的调节，由于不同的花卉开花的时间不一样，所以可以根据时间合理对花卉进行浇花，还达到节约用水。土壤湿度报警模块用于对低于设定土壤湿度湿度值下限时进行报警提示，并发出警报，单片机控制继电器，接通水泵，给花卉浇水，使花卉及时得到补水。浇水系统有继电器控制，当缺水时，继电器接通，水泵从水箱抽水给花卉浇花。
3.3
3.3
在显示模块选择时有2种，一种是用液晶显示屏，一种则是选用数码管。液晶显示屏具有轻薄短小，低耗电量，无辐射危险，平面直角显示以及影象稳定不闪烁等优势，可视面积大，画面效果好，分辨率高，抗干扰能力强等特点，可以显示汉字等各种符号。但一般需要利用控制芯片创建字符库，
图3-1STC12C5A60S2引脚图
STC12C5A60S2的主要管脚功能如下：
VCC（40引脚）：电源电压+5V
VSS（20引脚）：接地
P0端口（P0.0～P0.7，39～32引脚）：输入输出脚，可用于8位并行I/O口或分时复用为地址和数据总线。作为输出口，每个引脚能驱动8个TTL负载。定义为I/O时，需外接上拉电阻。
基于单片机的自动浇花系统
王百度文库伟
（重庆市三峡学院机械工程学院系机械设计专业2010级 重庆万州 404000）
摘要
本系统为基于STC12C5A60S2单片机的智能浇花系统。主要由土壤湿度传感器采集、时间显示、浇水设置、浇水六大模块组成。实现全天性的对植物湿度信息采集。判断出是否需要浇水，最终由单片机控制继电器的开断来实现浇水。该系统能根据实际情况，合理的浇水，既节约了水资源，又能让植物更好生长。
从某个侧而看出，对土壤湿度的测量在技术及成本上还有待突破，不像空气湿度测量成熟。
1这是一个简易的水分传感器可用于检测土壤的水分，使用这个传感器制作一款自动浇花装置，让您的盆栽不用人去管理。
2 灵敏度可调（图中蓝色数字电位器调节）
3工作电压3.3V-5V
4模块双输出模式，数字量输出简单，模拟量输出更精确。
关键词自动浇花系统土壤湿度传感器 自动控制STC12C5A60S2
Based on single chip microcomputer automatic watering system
WangWen-wei
（school of mechanical engineering.ChongqingThreeGorgesUniversity, Wanzhou 404000)
P1端口（P1.0～P1.7，1～8引脚）：输入输出脚，8位准双向并行I/O口。P1口是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口。能负载4个TTL。
P2端口（P2.0～P2.7，21～28引脚）：输入输出脚，8位准双向并行I/O口。P2口是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口。能负载4个TTL。
P3端口（P3.0～P3.7，10～17引脚）：输入输出脚，8位准双向并行I/O口。P2口是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口。能负载4个TTL。而且都具有第二功能，P3.0和P3.1为串行数据传输，P3.2和P3.3为外部中断请求，P3.4和P3.5分别为定时器0和1的外部输入，P3.6和P3.7分别用于读写单片机外部RAM，是外部数据写选通信号和读选通信号。
（2）时间显示
系统统内部装有一块DS1302时钟芯片，可以准确的显示时间，用户可以根据时间记录花期。
（3）浇水设置
当土壤湿度低于设定值下限，单片机控制继电器接通，水泵开始抽水浇花；当高于设定值上限，单片机控制继电器断开，水泵停止浇水。
（4）报警设置
当土壤湿度低于设定值下限，报警系统开始报警，并提示浇水。当开始浇水，停止报警，继续浇水。
5设有固定螺栓孔，方便安装
6小板PCB尺寸：3cm*1.6cm
7电源指示灯（红色）和数字开关量输出指示灯（绿色）
8比较器采用LM393芯片，工作稳定表3-1DHT11引脚说明
9VCC 外接3.3V-5V
10GND 外接GND
11DO 小板数字量输出接口（0和1）
12AO 小板模拟量输出接口
图3-2土壤湿度传感器
ABSTRACTWith the speeding up of the modernization step, automation has become the development theme of today's society, and of course the flower automatic watering system is becoming more and more get the favour of those flowers, some people like flowers or potted class of ornamental plants, but they often go out on a business trip or a long time not to water, they take care of them, and give up this hobby. So how is more convenient and reasonable for plant breeding become a focus of the design of smart home.
This system based on STC12C5A60S2 single-chip microcomputer intelligent watering the flowers. Mainly by the soil moisture sensor water collection, display, time setting and watering of six modules. Realize the nature of plant humidity information acquisition. Determine whether you need watering, and ultimately controlled by single chip microcomputer relay open circuit to implement the watering. The system according to the actual situation, the reasonable water, saves the water resources, and can make plants grow better.
在生活中土壤湿度传感器并不多见，一些可以精确测量出来的的土壤湿度传感器价格昂贵，通过反复查资料选择了一款价格合理，测试精确性一般的土壤湿度传感器。将Arduino 土壤湿度传感器插入土壤，采集数据，通过A/D转换进行数据处理，并且通过屏幕显示具体土壤湿度。
3.2.2
本设计之初，原本打算选用FDS-100土壤水分传感器，其可测土壤相对含水率，与土壤本身的机理无关，是目前国际上最流行的土壤水分测量方法。但FDS-100土壤水分传感器是一款高精度、高灵敏度的测量土壤水分的传感器。可深埋土中，长期测量且性能稳定。但由于FDS-100的价格偏贵，动辄接近一千,这是不符合我们的设计理念的。而市场上土壤湿度的型号和资料也较少，价格也不尽如人意，难以找到一款合适的土壤湿度传感器，所以根据土壤湿度的测原理，在网上面到一款实用价廉的土壤湿度传感器。
三
3.
使用STC1T系列的单片机，驱动能力强，运行相对稳定，抗干扰能力强，内置A/D转换。与AT系列的相比，性价比更高。
使用最普遍的AT89C52,熟悉其原理，相关的资料丰富，相对比较 便宜，容易购买，使用的过程中有疑问容易在网上找到相关资料或者查阅书刊，但是定时器、中断、ROM等较少，抗干扰能力不强，无内置A/D转换，等其他功能。
1.2
随着自动化设备的不断完善，各种自动浇花装置也不时的涌入社会。根据土壤湿度传感器设计的花卉自动浇水系统能根据作物及其不同生长阶段对环境条件的具体需要，随时调整控制花卉土壤湿度，让花卉能良好生长。
二
2.
（1）选择性浇水
在每次浇水前，系统会对植物土壤湿度进行检测，如果超过设定值上限，就不进行浇水操作，防止过度浇水、浪费水资料。如果低于设定值下限就进行浇水操作，及时给植物补充水分。