花卉自动浇灌控制系统

花卉自动浇灌控制系统摘要：随着我国房地产的发展，近年来出现高档住宅社区和别墅区，一部分人拥有了私家花园，家庭式的灌溉在国内也没有正式起步。花卉灌溉的思路就是最大限度的让主人不用费太多心思而把花养好。考虑到浇灌系统的自动化程度，所以本次设计我用单片机与湿度、光照、温度传感器相结合，能够实时的检测并让花卉在最适合它们的环境中生长。本次设计主要是由硬件和软件两部分组成，硬件部分包括:单片机89S52，电池充电电路，时钟电路，复位电路，温度传感器，湿度传感器，光照检测电路，步进电动机驱动电路，电磁阀控制电路，窗户控制电路等内容。软件部分包括：温度传感器DS18B20程序，步进电机的正反转程序，窗户的打开、关闭程序，控制电磁阀的程序等内容。本设计的传感器都是采用单片机89S52编程控制的，实现对花卉所处环境的实时控制来确定要做的动作。关键词：单片机AT89S52；传感器；；步进电机；自动浇灌一研究的背景水是自然资源的重要组成部分，是所有生物的结构组成和生命活动的主要物质基础。从全球范围讲，水是连接所有生态系统的纽带，自然生态系统既能控制水的流动又能不断促使水的净化和循环。因此水在自然环境中，对于生物和人类的生存来说具有决定性的意义。而对人体而言的生理功能是多方面，体内发生的一切化学反应都是在介质水中进行的，没有水，养料不能被吸收；氧气不能运到所需部位；养料和激素也不能到达它的作用部位；废物不能排除，新陈代谢将停止，人将死亡。因此，水对人的生命是最重要的物质。在地球上，哪里有水，哪里就有生命。一切生命活动都是起源于水的。二自动浇灌的现状与发展趋势1.自动浇灌现状园林灌溉设备现在主要是按照客户针对自己的需求来准确地选择灌溉产品，同时有利于制造商分门别类的研发产品和对市场需求的把握，用于区别各制造商的业务范围。按这种方式主要分为城市园林灌溉设备（Landscape）、高尔夫球场灌溉设备（Golf）、庭院灌溉设备（Garden）。比如美国的RAINBIRD、TORO、HUNTER等多家公司，尽管技术背景和从业时间有所不同，但都具备前两类产品的制造能力，而德国的GARDENA公司致力庭院灌溉产品的制造。随着我国房地产的发展，近年来出现高档住宅社区和别墅区，一部分人拥有了私家花园，适应庭院灌溉的产品才从国外走进国门，这个市场刚刚起步。家庭院灌溉设备的开发思路是，满足主人料理和养护私家花园的情趣，在家享受田园劳作的过程，营造自然生态的情景。所以这类灌水器多为小射程散射喷头、手持式和移动式喷洒器，而且喷洒花型繁多可调，水源为自来水，压力、流量、射程都较小。比如俗称的“花洒”就是典型的庭院灌水器。欧洲在国际上引领这类产品的市场，如德国的GARDENA公司，就专门致力于庭院灌溉产品的生产。在我国这类产品的生产也是空白。2.自动浇灌的发展趋势随着国家把保护环境和绿化祖国做为基本国策，再有无线网络信息的深入，在水资源的节约上也会下很大的力度去实现并落实，因此发展节水节能的现代自动浇灌系统势在必行。灌溉自动控制设备主要沿着三条主线发展，分为高端、中端和低端三大类别。高端控制设备这类产品是随着计算机和现代数据通讯技术的发展而产生，主要有两类：一类是基于气象站的中央计算机灌溉控制设备；另一类是由计算机控制，但不和气象站通讯。这两类都在数据通讯的前提下进行指令下达和反馈，但最大区别是，前者以实时监测到的气象数据并计算出植物需水量为核心，实现灌溉系统的智能控制，后者则以阀门的开关为中心，实现系统启闭的集中控制。中端控制设备任何灌溉系统都是针对某种植物在某种需水量条件下而设计的，因此，系统供水流量是既定的；要灌到某种植物的需水量，最终反映在需要灌多长时间上。这种产品就是把灌水时间作为控制参量，从而实现自动灌溉。低端控制设备这类设备主要是用干电池驱动，无须市电。用来解决无电地区或难于解决电源的地区，比如高速公路的防护林或绿化带，城市园林很少应用。此类控制设备，也可以简单编程，自动运行电磁阀，但不能控制供水机组。在国外灌溉控制设备已经形成庞大的产业，在我国无论高、中、低端灌溉自动控制设备，仅仅有部分科研院所在试验研制之中，没有明确的针对性，思路不象国外那么清晰，目前还没有形成批量生产，更谈不到产业化。总的来看，在不久的将来，不仅能实现对办公室花卉的控制而且可以实现路边及所有公共场所花草树木的自动灌溉，而且可以加入远程控制，可视频控制，更大限度的节省人力物力，这将是世界浇灌系统的一个发展趋势。三基础研究与设计开发浇花的最佳灌溉系统就是在恰当的时间灌溉适量的水，用户每天需解决的3个重要问题是：何时灌溉灌多少、温度的高低和光照是否充裕。解决何时灌溉的问题，用户需监测作物根域的土壤水分；解决光照强度问题则需要调节一些设备来增加阳光的照射，解决温度需要的就是通过窗户的打开与关闭来进行调节。设计则需要通过研究盆景花卉正常生长的各种参数，根据是否需要水和光照而自动浇灌，很好地控制花卉生长的温度及湿度。考虑干扰的消除措施，有效地避免干扰的产生，如何采用太阳能给电池充电使之环保又节省了资本，系统的器件需要采用高性能低价原件，降低开发成本低，而且能够满足大多数用户的需求。四使用自动控制系统带来的便利1、根据花园大小和植物种类自主设定每周、每日的浇灌次数和时间使您外出度假也不用担心花草无人照料。2、实现科学养护，避免普通漫灌导致的植物死亡和病虫害滋生。3、无须拖着水管满院转，摆脱繁琐劳动，节约宝贵时间。4、节约宝贵水资源，使用本产品可节约水80%左右。5、低能耗，确保家人安全。6、无须专门维护，可长期使用，安装、调试方便。7、性能先进、可靠，售价为国外同类产品的40%以下；8、一般4分出口的自来水龙头就可以轻松安装上控制器，家用水压便可以实现正常喷淋，如果水压不够，在控制器前端增加一个增压泵就可以了。结论基于温度、土壤湿度与光照强度等多因子的自动喷灌控制系统，由以AT89S52为核心的控制电路、传感器电路和执行器件及机构组成，硬件电路简单，不需要传A/D转换器件，系统也不需扩展，经过实验调试，系统设计基本可以满足预期功能要求。硬件电路采用成熟的电路设计，元件选用成本较低的器件，电路稳定，扩干扰力强，性价比较高。环境量自动控制工程是一个耗时长的大型系统工程，涉及到电子与计算机等行业，需要投入大量的人力和物力。因本人水平、时间与试验条件有限，本文中还存在很多的不足，今后还应进行如下研究:自动定时喷灌控制系统的改进：一要解决所用继电器的寿命问题；二是要完善产品的结构与外壳的设计；三是加大推广力度，搞高经济效益与社会效益。