姜娓娓,刘巧平

（延安大学物理与电子信息学院，陕西延安，716000）

0 引言

随着人们生活水平的提高以及生活节奏的加快诞生了自动浇花器这一种园艺用品。早在多年前自动浇花器在国外就普及了，但从国外进口的电子类自动浇花器昂贵的价格决定了了它不适用于国内。目前国内陶瓷制作的自动浇花器由于价格低廉而受到人们的喜爱，但从实用性来看远不如电子类的自动浇花器实用。目前在市面上出售的自动浇花器主要有电子类自动浇花器与玻璃、陶瓷类自动浇花器。电子类自动浇花器又称时控淋水装置，根据电源不同分为交流电自动浇花器和电池自动浇水器两种。电子类自动浇花器可控制连续作业1分钟到168个小时；每天可以完成十次以上的花作业，手动自动两用，是比较先进的系统。而玻璃、陶瓷类自动浇水系统又称自动渗水装置，它是根据物理渗水原理而制成的，当土壤干燥时水就会自动流出，这类自动浇花器的制作工艺不同，其效果也有所差距。

1 设计方案

每种植物对其周围环境的湿度、温度要求多有一定的范围，一旦高于或低于这个范围其生长就会受到影响。通过对植物周围空气的湿温度进行检测，来进行判定是否浇水。当周围空气过于干燥时可以进行喷水对环境进行降温加湿。主要核心由单片机和湿温度传感器以及控制电路构成。其中控制部分选用STC89C51单片机，空气湿温度采集选用DHT11温湿度传感器，定时选用DS1302时钟芯片，显示选用LCD1602液晶显示。通过检测空气的湿温度，对花卉进行适时适量的浇水。智能浇水部分是通过单片机程序设定浇水的上下限值与DHT11送入单片机的空气湿度值相比较，当低于下限值时，单片机输出一个信号控制电磁阀打开，开始浇水，高于上限值时再由单片机输出一个信号控制电磁阀关闭，停止浇水。具体系统设计框图如图1所示。

图1 智能浇水框图

2 系统的硬件设计

该系统包括空气湿温度的采集与显示系统和定时器的设置与显示系统两个系统。空气式是温度采集于显示系统是以STC89C51单片机为核心控制，通过软件设置已完成动作。DHT11湿温度传感器将检测的空气湿温度数据通过单片机的I/O接口传送到LCD上显示出来。同时，当系统处于智能浇水状态下，传感器所检测到的值将于设定的湿温度上下线值进行比较，若低于下限值，则单片机发出一个控制信号，开始浇水。若高于上限值，则停止浇水。定时器部分是以STC89C51单片机为控制核心通过软件设置达到目的要求。通过按键开关对当前时间以及浇水时间进行设置，单片机从时钟芯片DS1302读入时间与每天的实时时间，当时间处在所设置的浇水时间内时，单片机发出一个控制信号，开始浇水。否则停止浇水。本设计系统原理图如图2所示。

图2 系统原理图

3 系统的软件设计

本设计的浇花模式有两种选择：智能浇花与手动浇花。系统软件所实现的功能是，通过设置按键次数来选择浇花的方式，若按键次数是奇数则系统选择智能浇花，否则为手动浇花。智能浇花是由DHT11湿温度传感器将感应到的空气湿温度信号传送给单片机，并通过单片机将空气湿度在LCD液晶屏显示出来，同时与设定的湿度值所比较，若低于所给值则进行浇花，当湿度高于所给值停止浇花。手动浇花是由STC89C51单片机向时钟芯片DS1302读取实时时间，若与设定的定时浇水的时间相同，则进行浇花，当达到设定的浇花时长后停止浇花，已达到定时定量浇花。其中实时时间也可以进行手动调整。图3所示为软件流程图。

4 总结

运用单片机控制技术并配合传感器技术已达到集空气湿度采集控制与定时控制于一体的自动浇水系统。在用数字电路控制自动给水系统及时的给浇水系统供水。整个设计包括空气湿度的检测与控制和实时时间的显示与定时控制。空气湿度的检测和显示以SHT11温湿度传感器为感应部件，将检测到的空气湿度值送给STC89C51单片机，再由单片机的I/O口输出到LCD液晶屏中进行显示。当传感器检测到的湿度低于所设定的湿度值时，单片机输出一个信号进行浇水，高于设定的给定值时停止浇水。实时时间的显示与定时控制是由单片机从时钟芯片DS1302读入年月日与每天的实时时刻，通过软件程序设定定时浇水的时间与浇水时长，来进行定时定量的浇水。

[1]李海滨，片春媛，许瑞雪.单片机技术课程设计与项目实例[M].北京：中国电力出版社，2009

[2]许文斌，曾全胜.单片机技术应用与实践[M].北京：清华大学出版社，2012

[3]曾光宇等.现代传感器技术与应用基础[M].北京:北京理工大学出版社,2006

[4]韩英梅，赵建平，白慧静.基于DHT11的无线湿温度传感器网络节点的设计[J].井冈山大学学报，2010，31(5)：67-70

[5]杨永杰,冯军.数字式温湿度传感器SHT11在尘埃检测仪中的应用[J].电子工程师,2005