本科论文设计-基于单片机的智能浇花系统的设计与实现Word格式.docx
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Withthecontinuousdevelopmentofscienceandthepeoplelifelevelofprogress,peoplefortherequirementsofthelifequalityismoreandmorerigorous,plantsbreedingbecomepartofthefamilylife.Thepurposesofpeoplebreedingplantsarefortheedifysentimentandimprovetheindoorandoutdoorairqualityandsoon.Becauseofthebusyjobsandotherfactors,theinabilitytowatertheflowersandplantsbecomethemaincauseofdeath.Inthispaper,AT89C51single-chipmicrocomputerdesignedakindofautomaticwateringtheflowerscontrolsystem.Thesystemcanworkforpeoplewhocannotwatertheflowersontime,sothattheflowerscangrowstrengthandhealthy.
Thisdesignusestheassemblylanguagesprogramming,realizinghours,points,seconddisplayonLED;
Andusingsinglechipcomputertorealizethetiming,timingfunction,andatthesametimethroughfourbuttonswitchestoachieveparametersettingandadjustmentfunction,thewatertheflowersoftheintervaltimeset,thedurationofwaterwiththechipset,solenoidvalvetobeautomaticcontrol.Accordingtouserssettingtimedonesmoothlythetaskofwateringtheflowers.
Keywords:
MCU,control,display,solenoidvalve
目录
目 录
IV
摘 要 I
ABSTRACT II
第1章 绪 论 1
1.1课题研究背景与意义 1
1.2课题研究内容与方法 1
1.3课题研究现状 2
第2章 关键技术介绍 4
2.1单片机介绍 4
2.2继电器的工作原理和特性 4
第3章 系统需求分析 5
3.1系统设计目标 5
3.2系统功能需求 5
3.2.1单片机最小系统 5
3.2.2显示模块 5
3.2.3电机驱动模块 5
3.2.4按键模块 6
3.2.5AD转换模块 6
3.3系统非功能需求 6
3.4系统开发环境 6
3.5系统可行性分析 6
第4章 系统设计 7
4.1系统设计指导原则 7
4.2体系结构设计 7
4.3硬件设计 7
4.3.1STC89C52单片机介绍 7
4.3.2单片机最小系统 9
4.3.3复位电路 9
4.3.4时钟电路 10
4.3.5AD转换模块 10
4.3.6显示模块 12
4.3.7水泵驱动模块 13
4.4软件设计 14
4.4.1主程序流程及相关说明 14
4.4.2输入模块 15
4.4.3AD转换程序 16
第5章 系统实现 18
5.1环境配置 18
5.2功能模块实现 19
5.2.1主函数实现 19
5.2.2LCD1602数据读取函数实现 20
5.2.3延迟函数实现 22
第6章 系统测试 24
6.1测试概述 24
6.2测试结果分析 24
第7章 结 论 25
参考文献 26
致 谢 27
第1章 绪 论
1.1课题研究背景与意义
随着社会生活的进步,人们的生活质量越来越高。
在家里养盆花可以陶冶情操、
丰富生活。
同时,盆花通过光合作用可吸收二氧化碳,净化室内空气,在有花木的地方空气中阴离子聚积较多,所以空气也特别清新,而且有许多花木还可吸收空气中的有害气体,因此,养盆花如今被许多的人所喜爱。
盆花浇水量是否能做到适时适量,是养花成败的关键。
但是,在生活中人们总是会有无暇顾及的时候,比如工作太忙或者出差、旅游等。
盆花生产问题大部分是由于对花儿浇灌的错误时间引起的。
盆花的长势主要的决定因素是水的控制。
盆花的生长的茂盛也是家庭没好的装饰。
虽然目前市面上有卖盆花自动浇水器的,但价格十分的昂贵,并且大多只能设定一个定时浇水的时间,很难做到给盆花适时适量浇水。
也有较经济的盆花缺水报警器,可以提醒人们及时的给盆花浇水。
可是这种报警器只能报警,浇水还是需要人们亲自动手。
当家里无人时,即使报警也无人浇水,就起不到应有的作用了。
因此,我想通过设计一种盆花土壤湿度检测,蓄水箱自动供水于一体的盆花自动浇水系统。
让盆花在人们无暇照顾时也能得到及时的浇灌。
1.2课题研究内容与方法
本次毕业设计是设计一种单片机控制的自动浇水系统,实现室内盆花浇水的自动
化系统。
该系统可对土壤的湿度进行监控,并对作物进行适时、适量的浇水。
其核心是单片机和湿度传感器以及浇水驱动电路构成的检测控制部分。
软件选用C51语言编程。
土壤湿度传感器可将检测到的土壤湿度模拟量放大转换成数字量通过单片机内程序控制精确的将湿度显示在LCD显示屏上,同时通过单片机程序判断是否要给盆花浇水,若需浇水,则单片机系统发出浇水信号,并经放大驱动设备,开启电磁阀进行浇水,若不需浇水,则进行下一次循环检测。
自动浇花器要实现的具体任务:
1、采用STC89C52单片机为主控芯片,外接土壤湿度传感器、AD转换芯片、水泵驱动芯片、水泵、1602液晶显示器、按键。
2、使用土壤湿度传感器实时监测土壤湿度,通过AD转换芯片转成数字信号给单片机,单片机将湿度显示在显示器上。
3、用户可通过按键自行调节湿度下限,当传感器监测的湿度值低于设定的湿度下
-26-
限时,启动继电器,开启水泵,抽水浇花5S钟。
4、因浇花后水分需要渗透一定时间,等待1分钟后,再次检测当前土壤湿度值是否低于设定下限,如果还低于下限,则启动水泵再次浇花5S钟,如果不低于下限,则不再浇花,等待下次再低于下限时浇花,依次循环。
1.3课题研究现状
微喷系统是近几年利用国内外先进技术组装的新型灌溉设施,主要是利用水流通
过低压管道系统以一定速度从特制的喷头喷出,在空气中分散成细小的水滴,着落在花草植物、作物及周围的地面上,从而达到及时补充水分的目的。
该系统具有用水量少、冲击力小的灌溉特性,适用于栽培密度大、植株柔软细嫩的植物。
自动浇花器的诞生是随着人们生活水平的提高和生活节奏的加快而诞生的一种懒人园艺用品。
它把微喷的概念应用于家庭盆花浇灌中,通过相应的改进,达到合理给盆花自动浇水的目的。
早在很多年前,国外就已经开始普及,国内使用的电子类自动浇花器多数从国外进口的,价格昂贵,但质量比较可靠。
不过这并不太适用于国内,目前国内外比较流行的是玻璃制作的自动浇花器。
这种类型的浇花器多数在我国山西和浙江一带加工生产的,价格比较低廉,实用性没有电子类自动浇花器好。
随着国内居民消费水平和生活质量的提高,居家园艺市场异常火爆,但是由于生活节奏加快,种花容易养花难的问题暴露出来,而养花最重要的问题就是浇水问题,研究表明花草80%以上的死亡由于浇水不及时引起,因此国内商家已经看到了这种需求潜力。
目前这类小居家用品的厂家主要集中在广东,上海,浙江一带。
现在市面上所出售的自动浇花器主要有以下几类:
(1)电子类自动浇花器
电子类自动浇花器又叫时控喷淋装置,系统构成为:
主机(或者控制器)、主管
(可以是花园管也可以是4/7mm的微喷淋管)、分水接头(3通、4通、5通、6通、分水器)、副管(3/5mm)喷淋管(雾化喷头、旋转喷头、折射雾化喷头等)。
电子类自动浇花器根据电源的不同分为交流电自动浇花器和电池自动浇花器两种。
控制器的一般性能有:
电磁阀控制;
智能时控电路•微电脑芯片控制;
适用电源为AC220V/50HZ;
最适宜水压0.3-0.6Mpa;
待机功率(4VA,浇水时<12VA);
可控制连续作业时间是1分钟至168个小时;
可每天自动完成十次以上浇水作业,可每天、隔天、隔多天自动循环进行浇水,手动自动两用;
每天计时误差小于正负3秒;
电器
适应环境温度为-10~50℃;
相对湿度<90%RH。
(2)玻璃、陶瓷类自动浇花器
玻璃、陶瓷类自动浇花器又叫自动渗水装置,它由本身材质的物理结构构成,根据器具的物理渗水原理完成自动浇灌,当自动浇水器内部存水,自身形成一定的压力,当遇到干燥的土壤,水就会自上而下的流出,当土壤湿润以后,会形成一个堵塞压力,从而导致水流速度变慢或者停止。
器具工艺不同,效果也不一样,当然也因土壤的疏松情况决定器具内水流的速度。
当前传感器技术与单片机技术发展迅速,其应用逐步由工业、军事等领域向其他领域渗透,已经和我们的日常生活息息相关。
而且智能家居概念也越来越受人们的推崇,因此,微电脑控制的电子类自动浇花系统有很好的发展前景。
2.1单片机介绍
第2章 关键技术介绍
STC89C52系列带A/D转换的单片机的A/D转换口在(P1.7-P1.0),有8路10位
高速A/D转换器,速度可达到250KHz(25万次/秒)。
8路电压输入型A/D,可做单个按键检测、多个按键检测等。
供给工作电压后进行复位,然后P1的
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- 本科 论文 设计 基于 单片机 智能 浇花 系统 实现