花卉自动浇灌控制系统设计

摘要

随着我国房地产的发展，近年来出现高档住宅社区和别墅区，一部分人拥有了私家花园，家庭式的灌溉在国内也没有正式起步。花卉灌溉的思路就是最大限度的让主人不用费太多心思而把花养好。考虑到浇灌系统的自动化程度，所以本次设计我用单片机与湿度、光照、温度传感器相结合，能够实时的检测并让花卉在最适合它们的环境中生长。本次设计主要是由硬件和软件两部分组成，硬件部分包括:单片机AT89S52，电池充电电路，时钟电路，复位电路，温度传感器，湿度传感器，光照检测电路，步进电动机驱动电路，电磁阀控制电路，窗户控制电路等内容。软件部分包括：温度传感器DS18B20程序，步进电机的正反转程序，窗户的打开、关闭程序，控制电磁阀的程序等内容。本设计的传感器都是采用单片机AT89S52编程控制的，实现对花卉所处环境的实时控制来确定要做的动作。

关键词：单片机AT89S52 传感器电磁阀步进电机自动浇灌

目录

第一章绪论 (1)

1.1研究的背景 (1)

1.2自动浇灌的现状与发展趋势 (2)

1.3本论文的主要研究内容 (4)

第二章系统总体设计 (6)

2.1系统的应用范围 (6)

2.2系统的预期功能和技术指标 (6)

2.3系统设计总体方案 (7)

2.4系统的工作原理 (8)

第三章系统的硬件设计 (10)

3.1单片机控制系统设计 (10)

3.2太阳能电池板充电电路 (15)

3.3数据采集电路的设计 (19)

第四章软件系统的设计 (32)

4.1总体设计思想 (32)

4.2系统的主程序 (33)

4.3传感器控制模块设计 (33)

结论 (35)

致谢 (36)

参考文献 (37)

附录 (38)

花卉自动浇灌控制系统设计

第一章绪论

1.1研究的背景

1.水是自然资源的重要组成部分，是所有生物的结构组成和生命活动的主要物质基础。从全球范围讲，水是连接所有生态系统的纽带，自然生态系统既能控制水的流动又能不断促使水的净化和循环。因此水在自然环境中，对于生物和人类的生存来说具有决定性的意义。而对人体而言的生理功能是多方面，体内发生的一切化学反应都是在介质水中进行的，没有水，养料不能被吸收；氧气不能运到所需部位；养料和激素也不能到达它的作用部位；废物不能排除，新陈代谢将停止，人将死亡。因此，水对人的生命是最重要的物质。在地球上，哪里有水，哪里就有生命。一切生命活动都是起源于水的。

2.在现代工业中，没有一个工业部门是不用水的。也没有一项工业不和水直接或间接发生关系。更多的工业是利用水来冷却设备或产品，例如钢铁厂等。水还常常用来作为洗涤剂，如漂洗原料或产品，清洗设备或地面，每个工厂都要利用水的各种作用来维护正常生产，几乎每一个生产环节都有水的参与。所以,水作为大自然赋予人类的宝贵财富，早就被人们关注。但是人们经常使用“水资源”一词，却是近一二十年的事。关于水资源的定义，有几十种之多，较普遍的说法是指“可以供人们经常取用、逐年可以恢复的水量”。也就是通常所指的淡水资源。这样，苦咸的的海水就不算在内，连千年难化的冰川、不易取用的一部分地下水也排除在外了。水资源的价值在于，水资源地球生命的需求、为人类服务包括水所具有的发电、航运、养殖、环境等方面的能力。我们都知道,水在自然环境和社会环境中，都是极为重要而活跃的因素。而就中国的水资源而言已经开始减少了：中国水资源初步估算为27115亿立方米，河流山川多年平均径流相当于世界径流总量的5.8％，而人均资源占有量很低。人均只有2200立方米，仅为世界平均水平的1／4，在世界上名列121位，是全球13个人均水资源最贫乏的国家之一。

1.2自动浇灌的现状与发展趋势

1.2.1自动浇灌现状

园林灌溉设备现在主要是按照客户针对自己的需求来准确地选择灌溉产品，同时有利于制造商分门别类的研发产品和对市场需求的把握，用于区别各制造商的业务范围。按这种方式主要分为城市园林灌溉设备（Landscape）、高尔夫球场灌溉设备（Golf）、庭院灌溉设备（Garden）。比如美国的RAINBIRD、TORO、HUNTER 等多家公司，尽管技术背景和从业时间有所不同，但都具备前两类产品的制造能力，而德国的GARDENA公司致力庭院灌溉产品的制造。

随着我国房地产的发展，近年来出现高档住宅社区和别墅区，一部分人拥有了私家花园，适应庭院灌溉的产品才从国外走进国门，这个市场刚刚起步。家庭院灌溉设备的开发思路是，满足主人料理和养护私家花园的情趣，在家享受田园劳作的过程，营造自然生态的情景。所以这类灌水器多为小射程散射喷头、手持式和移动式喷洒器，而且喷洒花型繁多可调，水源为自来水，压力、流量、射程都较小。比如俗称的“花洒”就是典型的庭院灌水器。欧洲在国际上引领这类产品的市场，如德国的GARDENA公司，就专门致力于庭院灌溉产品的生产。在我国这类产品的生产也是空白。

国家统计局最新发布的资料表明，我国农村人口占总人口的比例降到56%；国家建设部指出，我国政府把保护环境、绿化祖国作为一项基本国策，建设部制定了《城市绿化规划建设指标》，其中规定城市绿地率2000年达到25%，2010年达到30%；城市绿化覆盖率2000年达到30%，2010年达到35%。国内外大量研究资料表明，无论一个城市或一个地区，在常规情况下，当绿化覆盖率达到或超过30%～50%时，其生态环境才有希望想良性循环发展。因此我国主要城市在今后一段时期内，绿化覆盖率将会大幅提高，城市绿地面积将迅速增加；同时，为使已有绿地尽可能发挥出应有的生态效应，其改造的步伐势必要加快。水是植物具备适宜的生长环境，灌溉系统必不可少，绿地灌溉系统的数量也将随之增多，如果仍然采用古老的人工浇灌方法，先不说能否达到设想的灌溉效果，也不说每年将会增加的用水量，光人工费用和其他管理费用就会是一笔不小的开销。由此可见，发展节水节能的现代化灌溉系统，已是大势所趋。