基于AT89S52單片機的花卉自動澆灌系統的設計

摘要：為設計一種方便家庭使用的花卉自動澆灌裝置，利用AT89S52單片機進行可編程控制，結合外圍溫度傳感器、蒸發罐、控制信號、按鍵、報警電路，實現了根據不同的光照、溫度等條件自動調節澆水時間間隔，低溫天氣下自動停止澆灌，報警電路提醒用戶及時對花草采取防凍措施。該系統的設計結構模塊化管理，便于后期擴展，硬件成本低，適合家庭用戶使用。
關鍵詞：單片機編程；溫度傳感器；自動澆灌；光電耦合器

0 引言
隨著生活條件的改善，越來越多的人們在家中種植了各種花卉植物用以美化環境。花卉的生長需要穩定的環境濕度和溫度，但一般來講，家庭種植花卉植物的澆水工作主要憑借主人的主觀判斷來決定澆水量的大小，澆與不澆非常隨意，經常會是澆得過量或者過少。目前市場上有一些自動澆水的裝置，例如一些雙層的花盆，利用虹吸或者微滲原理，保持花盆的濕潤。但是這樣的裝置不能根據不同植物不同季節的不同需求進行精確調節。當然目前也有能夠精確調節澆灌量的澆水系統，但是通常這樣的系統復雜龐大、裝配費用高昂、維修困難，一般應用于苗圃、農場等大規模種植，不適于家庭使用。
為了克服現有技術結構復雜、費用高、不適于家用的不足，本文設計了一種自動澆灌裝置，能夠利用簡單設備實現根據實際的水份蒸發量調節澆水量。

1 總體設計
花卉的正常生長要求溫度和濕度穩定在一個既定范圍內，超出或者低于這個范圍將影響花卉的正常生長。該系統采用AT89S52可編程單片機測控，實現花卉生長環境因子信息數據的實時采集、處理，輸出信號控制外圍執行機構，以實現環境濕度和溫度強度的測控，達到節水節能，省時省工的效果。軟件開發用C語言，采用模塊式結構，系統功能易于擴展。
系統具體功能如下：
(1)實現按需灌溉功能。按照花卉的需求開啟和關閉灌溉系統，實現一般的控制。具有結構簡單，成本低，操作方便。
(2)通過傳感器檢測花卉生長的環境溫度和土壤濕度(用蒸發器信號表示)，依據設定的植物要求的溫度和濕度的上下限值，由單片機來控制開關窗戶、電磁閥和排風扇，從而調節溫度和濕度。當空氣溫度高于上限值時，自動打開排風扇進行自然降溫，達到要求值時則自動關閉。溫度過低時發出警報，提醒用戶及時采取防凍措施。
系統結構組成如圖1所示。

本自動澆灌系統是基于AT89S52單片機進行可編程控制，結合外圍的溫度傳感器、蒸發器、控制電路等實現花草的自動澆灌，具有精確、穩定、成本低的優點。

2 系統硬件設計
系統自動控制部分由AT89S52單片機控制系統實現，單片機硬件電路原理框圖如圖2所示。