毕业论文设计盆花自动浇水系统

word 1 / 69

题 目盆花自动浇水系统的设计与实现

学生某某 ***** 学号 1013014014

所在学院 物理与电信工程学院

专业班级 电子***

指导教师

******** __ _

完成地点 某某理工学院

2014年 6月16日

word

2 / 69

盆花自动浇水系统的设计与实现

*****

〔某某理工学院 物理与电信工程学院 电子信息工程专业，20**级*班，某某 某某 723003〕

指导教师：******

［摘要］本次设计的盆花自动浇水系统用STC89C52RC单片机为主控芯片，用DHT11温湿度传感器进展土壤温湿度的检测，用时钟芯片DS1302进展定时控制，并通过雨水检测器进展雨水检测，再将温湿度采集结果与当前时间在LCD1602显示屏上进展显示。如遇雨天自动停止浇水，否如此假如湿度低于设定的下限值时，单片机输出一个控制信号，蓝灯亮，继电器工作，开始浇水；假如湿度高于上限值时，单片机输出一个控制信号，蓝灯灭，继电器关闭，停止浇水。

[关键词]STC89C52RC ；温湿度传感器DHT11 ；时钟芯片DS1302 ；液晶显示器LCD ；继电器

The design and implementation of the potted flower automatic watering system

******

(Class*,20**, School of Physics and Electronic Information Engineering,Electronics and Information

Engineering Dept, Shaanxi University of Technology,Hanzhong 723003,Shaanxi)

Tutor:******

Abstract:The design of the potted flower automatic watering system with STC89C52RC microcontroller as main control

chip, using DHT11 temperature and humidity sensors for the detection of soil temperature and humidity, applying a time

clock chip DS1302 for timing control, and through the rain detector testform rain, and temperature and humidity collection

results and the current time on the LCD1602 screen for display.In case of rain automatically stop watering, otherwise if the

humidity is below the lower limit set by the microcontroller outputs a control signal, blue lights, relays, start watering; If the

humidity is higher than the upper limit, the microcontroller outputs a control signal, the blue light off, relay closed and stop

watering.

Keyword:STC89C52RC;DHT11 temperature and humidity sensor;DS1302 clock chip;liquid crystal display LCD;relay

word

3 / 69 目录

引言1

1 设计方案选择3

3

4

2 主要元器件介绍5

2.1 STC89C52单片机 ........................................... 5

6

8

2.4 DS1302时钟芯片10

3 硬件电路设计13

晶振电路13

复位电路13

3.3 DHT11温湿度传感器模块13

3.4 LCD显示模块14

定时器模块14

按键模块15

雨水检测器模块15

继电器电路15

4 软件设计17

4.1 土壤温湿度的检测与浇水控制系统 ........................... 17

4.2 定时器的设置与浇水控制系统 ............................... 17

5 安装与调试19

19

5.2 定时器的设置与浇水控制系统 ............................... 20

总结22

致谢23

参考文献24

附录A 外文翻译25

附录B 整理电路图33

附录C 实物图34

附录D元器件清单35

附录E 程序36 word 1 / 69 引言

“有喜有忧，有笑有泪，有花有果，有香有色〞这是老舍先生对养花的乐趣和对生活热爱的朴实表述。和老舍先生一样，许多城乡居民喜欢在家中种植一些花草，养盆花不仅可以陶冶情操、丰富生活。同时盆花可以通过光合作用吸收二氧化碳，净化室内空气，在有花木的地方空气中阴离子聚集较多，所以空气也特别清新，而且许多花木还可以吸收空气中的有害气体。生活中我常见的盆花如如下图a,b所示。

图a 马蹄莲 图b 君子兰

盆花生长所需的水分，大局部是从土壤中吸收来。盆花能否良好的生长就在于土壤湿度的适合度。但是，在生活中人们总是会有无暇顾与的时候，比如工作太忙、出差、旅游等。花儿生长问题大局部都是由花儿浇灌问题引起的。虽然市场上有卖盆花自动浇水器，但价格十分昂贵，并且大多只能设定一个定时浇水的时间，很难做到给盆花自动适时适量浇水。因此，我想设计一种集盆花土壤温湿度检测和自动浇水于一体的盆花自动浇水系统。根据土壤湿度传感器设计的盆花自动浇水系统能根据不同的盆花对土壤湿度适合度的不同需要，随时调整控制盆花土壤湿度，让盆花能够良好生长。

微喷灌是利用直接安装在毛管上，或与毛管连接的微喷头将压力以喷洒状湿润土壤。

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。作物与周围的地面上，从而达到与时补充水分的目的。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、植被柔软细嫩的植物。

自动浇水器的诞生时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。它把微喷的概念应有家庭盆花浇灌中，通过相应地改良，达到合理给盆花自动浇水的目的。

早在很多年前，国外就已经开始普与，国内实用的电子类自动浇水器多数从国外进口的，价格昂贵，但质量比拟可靠。不过这不太适用于国内，目前国内外比拟流行的是玻璃制作的自动浇水器。这种类型的浇水器多数在我国某某和某某一带生产的，价格比拟低廉，实用性没有电子类自动浇水器好。随着国内居民消费水平和生活质量的提高，种花容易养花难，浇水问题就暴露出来，因此国内上加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某某、某某、某某一带。现在市场上所出售的自动浇水器主要有电子类自动浇水器和玻璃、陶瓷类自动浇水器。

1〕电子类自动浇水器

电子类自动浇水器又叫时控喷淋装置，系统构成为：主机〔或者〕、主管〔可以是花园管也可以是七分之四毫米的微喷淋管〕、分水接头〔3通、4通、5通、6通、分水器〕、副管〔五分之三毫米〕喷淋管〔雾化喷头、旋转喷头、折射雾化喷头等〕。电子类自动浇水器根据电源的不同分为交流电自动浇水器和电池自动浇水器两种。

○1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；最适水压0.3-0.6Mpa；待机功率〔4VA，浇水时小于12VA〕；可控制连续作业时间试1分钟至168个小时；可每天自动完成十次以上浇水，可每天、隔天、隔多天自动循环进展浇水，手动自动两用；word

2 / 69 每天计时误差小于正负3秒；电器适应环境温度为-10～50摄氏度；相对湿度小于90%RH。

○2使用自动控制器带来的便利有：自主设定每周、每日的灌溉次数和时间，即使你外出度假也无须担心无人照料；实现科学养护，防止普通漫灌溉导致的植物死亡；节约宝贵的水资源，使用本品本钱课节约水80%左右；无须专门维护，课长期使用，安装、调试方便。

2)玻璃、陶瓷类自动浇水器

玻璃、陶瓷类自动浇花器又叫自动渗水装置。玻璃制彩色自动浇水器如图c所示：

图c 玻璃制彩色自动浇水器

而玻璃、陶瓷类自动浇水器如此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压力，当遇到枯燥的土壤，水就会至上而下的流出，当突然湿润以后，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，当然也因突然疏松情况决定器具内水流速度。

玻璃类、陶瓷类自动渗水器简单介绍：

○1工作原理：特殊的玻璃、陶瓷构造帮助实现自动渗水功能，既有效防止花儿因为浇水过度导致烂根，又可有效防止花儿缺水；从而大量节约了的浇花用水量。

○2使用方法：把玻璃、陶瓷底部让水充分浸泡十几分钟，然后往浇花器内灌满水，底部插入土壤中；它跟据土壤湿度自动分泌水来满足花儿7天的用水量；假如花盆比拟大，只需多插几只浇花器就可以。

当前传感器技术与单片机技术开展迅速，其应用逐步由工业、军事等领域向其它领域渗透，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到人们的推崇，因此，微电脑控制的电子类自动浇水系统有很好的开展前景。

本次毕业设计是设计一种基于AT89C52单片机的盆花自动浇水系统。其主要由单片机、土壤温湿度检测与显示局部、定时器设置与显示局部以与继电器控制浇水电路等局部构成。单片机选用AT89C52单片机，软件选用C语言编程。土壤温湿度检测与显示局部采用温湿度传感器DHT11采集当前的土壤温湿度并通过LCD显示。同时把检测到的信息发给单片机，通过单片机所设计的程序判断是否需要给盆花浇水，假如需要浇水，如此单片机系统发出浇水信号，开始浇水，假如不需要浇水，如此进展下一次循环检测。定时器设置与显示局部，通过按键开关设置不同的浇水时间段，在时间段以内时，单片机驱动浇水系统，开始浇水，如不在时间段内，如此不浇水。