采用AT89S52單片機的家庭智能澆花器設計方案

隨著(zhù)人們生活水平的提高，花卉逐漸收到人們的青睞，陶冶情操，凈化空氣。利用單片機設計了一款家庭智能澆花器實(shí)現自動(dòng)澆花，節省人力，方便人們出差的時(shí)候，不至于影響花卉的生長(cháng)，如果在家也可以關(guān)斷澆花器，手動(dòng)澆花。澆花器設置為兩種方式，一種是定時(shí)定量澆花，一種是根據濕度澆花。采用哪種方式是通過(guò)按鍵控制或者紅外遙控的，在采用定時(shí)定量澆花時(shí)，數碼管顯示時(shí)間和流水時(shí)間，在選用根據濕度澆花時(shí)，數碼管顯示是目前的濕度。

1 總體設計

利用AT89S52單片機設計了自動(dòng)澆花器，針對不同的花卉，此智能澆花器設置為兩種方式：一是定時(shí)定量澆花，二是利用濕度傳感器檢測花卉(也可以用于蔬菜等)的濕度，采集的濕度傳送到單片機芯片，單片機根據濕度控制是否澆水，如果需要澆水，單片機的一個(gè)引腳p2.0置高電平，使繼電器線(xiàn)圈通電，敞開(kāi)觸點(diǎn)閉合，打開(kāi)電磁閥，實(shí)現定時(shí)定量的自動(dòng)澆水，設定時(shí)間到，電磁閥自動(dòng)閉合，并且水流時(shí)間可調，上面安裝了數碼管，并有一個(gè)按鈕根據不同花卉所需水量不同，設置澆花時(shí)間長(cháng)短，在數碼管上可以顯示澆水時(shí)間的長(cháng)短;如果檢測濕度足夠，p2.0仍保持為低電平，不打開(kāi)電磁閥。采用哪種方式是通過(guò)按鍵控制或者紅外遙控的，在采用定時(shí)定量澆花時(shí)，數碼管顯示時(shí)間和流水時(shí)間，在選用根據濕度澆花時(shí)，數碼管顯示是目前的濕度。

該技術(shù)所采用的技術(shù)方案是：利用單片機實(shí)現自動(dòng)控制，首先檢測采用何種方式澆花，如果定時(shí)定量澆花，就在規定的時(shí)間開(kāi)始澆花，按照設置澆花時(shí)間的長(cháng)短進(jìn)行澆花;如果是根據濕度控制是否澆水就設置單片機1個(gè)引腳為低電平，濕度傳感器檢測濕度，傳送給單片機芯片，當檢測到濕度不夠時(shí)，單片機這個(gè)引腳就變?yōu)楦唠娖?，把繼電器吸合，常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，使得電磁閥線(xiàn)圈得電，此時(shí)電磁閥門(mén)有閉合變成斷開(kāi)，水流經(jīng)過(guò)，給花卉澆水。其結構如圖1所示。

2 硬件設計

硬件電路由單片機、濕度傳感器、繼電器、電磁閥、數碼管、1302芯片、按鍵、紅外遙控接收等組成。注意，電磁閥如果安放離單片機太近，將會(huì )造成無(wú)法正常工作，解決方法是：1)電磁閥遠離單片機;2)加入電阻電容。這里采用的是加入電阻電容的方法，這樣方便把元器件集中，所做控制器也比較小。智能澆花器的原理圖如圖2所示。

2.1 定時(shí)定量澆花方式

定時(shí)定量澆花是每天規定的時(shí)間開(kāi)始澆花，設置澆花時(shí)長(cháng)，比如1分鐘，1分鐘后停止澆花。具體硬件：安裝了2個(gè)三位共陽(yáng)數碼管和1個(gè)兩位共陽(yáng)數碼管，用以顯示時(shí)間和澆花時(shí)間的長(cháng)短。按鍵控制時(shí)間調整和時(shí)間設置調整，并有一個(gè)按鈕根據不同花卉所需水量的不同，設置澆花時(shí)間長(cháng)短，在數碼管上顯示出來(lái)，1302芯片實(shí)現時(shí)間保持，斷電時(shí)不影響時(shí)間。

這里可假設每天早上7點(diǎn)20分自動(dòng)給花卉澆水，澆花時(shí)間為1分鐘，到了早上的7點(diǎn)20分，單片機控制智能澆花器開(kāi)始澆花，單片機p2.0引腳接繼電器，繼電器接電磁閥，電磁閥控制水流，到了7點(diǎn)20分，給單片機一個(gè)指令，setb 02.0，三級管導通，這樣繼電器線(xiàn)圈有電流經(jīng)過(guò)，對應的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，使得電磁閥線(xiàn)圈得電，此時(shí)電磁閥門(mén)由閉合變成斷開(kāi)，水流經(jīng)過(guò)，給花卉澆水，1分鐘時(shí)間到，給單片機一個(gè)指令clr p2.0，這樣單片機p2.0引腳輸出低電平，三極管截止，繼電器線(xiàn)圈沒(méi)有電流經(jīng)過(guò)，常開(kāi)觸點(diǎn)恢復為斷開(kāi)，電磁閥線(xiàn)圈失電，此時(shí)電磁閥門(mén)閉合，水流停止。這里的時(shí)間是顯示在數碼管上，通過(guò)按鍵控制，時(shí)間可調整，同時(shí)澆花的時(shí)間也可以通過(guò)按鍵設置，另外澆花時(shí)間的長(cháng)短也可以通過(guò)按鍵調整。同時(shí)加入1302芯片，為了斷電時(shí)不影響時(shí)間正常，防止每次斷電后都要重新調整是時(shí)間。圖3為定時(shí)定量澆花結構圖。

2.2 濕度控制澆花方式

先通過(guò)按鍵設定濕度，這里選用的濕度傳感器是LTM8901濕度傳感器，LTM8901是一款專(zhuān)門(mén)為用戶(hù)設計自身產(chǎn)品而提供的數字化溫濕度探頭，其濕度測量量程為1%～99%RH，分辨率為0.5%RH，測量精度為±3.0%RH(典型值);溫度測量范圍為-25～+60℃，分辨率為0.062 5℃，測量精度為±0.5℃;響應時(shí)間典型值為5 s;工作電壓范圍為4.5～5.5 V。LTM8901將測量結果直接輸出為數字信號，通過(guò)“一線(xiàn)式總線(xiàn)”串行傳送給單片機，不需要進(jìn)行模數轉換，減少了元件，簡(jiǎn)單方便。利用LTM8901濕度傳感器檢測到濕度，傳送到單片機進(jìn)行處理，濕度顯示在數碼管上，當濕度低于設定值時(shí)，給單片機一個(gè)指令，seth p2.0，繼電器線(xiàn)圈有電流經(jīng)過(guò)，對應的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，使電磁閥線(xiàn)圈得電，此時(shí)電磁閥門(mén)由閉合變成斷開(kāi)，進(jìn)行澆花，當等于或高于設定值時(shí)，clr p2.0，繼電器線(xiàn)圈失電，對應常開(kāi)觸點(diǎn)斷開(kāi)，電磁閥線(xiàn)圈失電，閥門(mén)閉合，水無(wú)法流過(guò)，停止澆花。濕度控制澆花結構如圖4所示。

2.3 方式設定

可以通過(guò)手按按鍵設定，按奇數次設定澆花方式為定時(shí)定量澆花，按偶數次，設定澆花方式為根據濕度澆花。也可通過(guò)紅外遙控設定澆花方式，發(fā)射用電視遙控器，接收電路用三位一體接收器接收信號，三位一體接收器的1腳接地，2腳接電源，3腳(信號腳)與單片機一個(gè)I/O引腳相連，信號來(lái)時(shí)進(jìn)行解碼，做出不同處理，一次接收到信號按定時(shí)定量澆花，再次接收到信號根據濕度澆花，根據按的次數，奇數次采用定時(shí)定量澆花方式，偶數次采用濕度控制澆花方式，這主要是針對不同的花卉。接收到信號，發(fā)光二極管閃爍30 s。蜂鳴器響10 s，用以提示。智能澆花器外部構造如圖5所示。