采用AT89S52单片机的家庭智能浇花器设计方案

随着人们生活水平的提高，花卉逐渐收到人们的青睐，陶冶情操，净化空气。利用单片机设计了一款家庭智能浇花器实现自动浇花，节省人力，方便人们出差的时候，不至于影响花卉的生长，如果在家也可以关断浇花器，手动浇花。浇花器设置为两种方式，一种是定时定量浇花，一种是根据湿度浇花。采用哪种方式是通过按键控制或者红外遥控的，在采用定时定量浇花时，数码管显示时间和流水时间，在选用根据湿度浇花时，数码管显示是目前的湿度。

1 总体设计

利用AT89S52单片机设计了自动浇花器，针对不同的花卉，此智能浇花器设置为两种方式：一是定时定量浇花，二是利用湿度传感器检测花卉(也可以用于蔬菜等)的湿度，采集的湿度传送到单片机芯片，单片机根据湿度控制是否浇水，如果需要浇水，单片机的一个引脚p2.0置高电平，使继电器线圈通电，敞开触点闭合，打开电磁阀，实现定时定量的自动浇水，设定时间到，电磁阀自动闭合，并且水流时间可调，上面安装了数码管，并有一个按钮根据不同花卉所需水量不同，设置浇花时间长短，在数码管上可以显示浇水时间的长短;如果检测湿度足够，p2.0仍保持为低电平，不打开电磁阀。采用哪种方式是通过按键控制或者红外遥控的，在采用定时定量浇花时，数码管显示时间和流水时间，在选用根据湿度浇花时，数码管显示是目前的湿度。

该技术所采用的技术方案是：利用单片机实现自动控制，首先检测采用何种方式浇花，如果定时定量浇花，就在规定的时间开始浇花，按照设置浇花时间的长短进行浇花;如果是根据湿度控制是否浇水就设置单片机1个引脚为低电平，湿度传感器检测湿度，传送给单片机芯片，当检测到湿度不够时，单片机这个引脚就变为高电平，把继电器吸合，常开触点闭合，使得电磁阀线圈得电，此时电磁阀门有闭合变成断开，水流经过，给花卉浇水。其结构如图1所示。

2 硬件设计

硬件电路由单片机、湿度传感器、继电器、电磁阀、数码管、1302芯片、按键、红外遥控接收等组成。注意，电磁阀如果安放离单片机太近，将会造成无法正常工作，解决方法是：1)电磁阀远离单片机;2)加入电阻电容。这里采用的是加入电阻电容的方法，这样方便把元器件集中，所做控制器也比较小。智能浇花器的原理图如图2所示。

2.1 定时定量浇花方式

定时定量浇花是每天规定的时间开始浇花，设置浇花时长，比如1分钟，1分钟后停止浇花。具体硬件：安装了2个三位共阳数码管和1个两位共阳数码管，用以显示时间和浇花时间的长短。按键控制时间调整和时间设置调整，并有一个按钮根据不同花卉所需水量的不同，设置浇花时间长短，在数码管上显示出来，1302芯片实现时间保持，断电时不影响时间。

这里可假设每天早上7点20分自动给花卉浇水，浇花时间为1分钟，到了早上的7点20分，单片机控制智能浇花器开始浇花，单片机p2.0引脚接继电器，继电器接电磁阀，电磁阀控制水流，到了7点20分，给单片机一个指令，setb 02.0，三级管导通，这样继电器线圈有电流经过，对应的常开触点闭合，使得电磁阀线圈得电，此时电磁阀门由闭合变成断开，水流经过，给花卉浇水，1分钟时间到，给单片机一个指令clr p2.0，这样单片机p2.0引脚输出低电平，三极管截止，继电器线圈没有电流经过，常开触点恢复为断开，电磁阀线圈失电，此时电磁阀门闭合，水流停止。这里的时间是显示在数码管上，通过按键控制，时间可调整，同时浇花的时间也可以通过按键设置，另外浇花时间的长短也可以通过按键调整。同时加入1302芯片，为了断电时不影响时间正常，防止每次断电后都要重新调整是时间。图3为定时定量浇花结构图。

2.2 湿度控制浇花方式

先通过按键设定湿度，这里选用的湿度传感器是LTM8901湿度传感器，LTM8901是一款专门为用户设计自身产品而提供的数字化温湿度探头，其湿度测量量程为1%～99%RH，分辨率为0.5%RH，测量精度为±3.0%RH(典型值);温度测量范围为-25～+60℃，分辨率为0.062 5℃，测量精度为±0.5℃;响应时间典型值为5 s;工作电压范围为4.5～5.5 V。LTM8901将测量结果直接输出为数字信号，通过“一线式总线”串行传送给单片机，不需要进行模数转换，减少了元件，简单方便。利用LTM8901湿度传感器检测到湿度，传送到单片机进行处理，湿度显示在数码管上，当湿度低于设定值时，给单片机一个指令，seth p2.0，继电器线圈有电流经过，对应的常开触点闭合，使电磁阀线圈得电，此时电磁阀门由闭合变成断开，进行浇花，当等于或高于设定值时，clr p2.0，继电器线圈失电，对应常开触点断开，电磁阀线圈失电，阀门闭合，水无法流过，停止浇花。湿度控制浇花结构如图4所示。

2.3 方式设定

可以通过手按按键设定，按奇数次设定浇花方式为定时定量浇花，按偶数次，设定浇花方式为根据湿度浇花。也可通过红外遥控设定浇花方式，发射用电视遥控器，接收电路用三位一体接收器接收信号，三位一体接收器的1脚接地，2脚接电源，3脚(信号脚)与单片机一个I/O引脚相连，信号来时进行解码，做出不同处理，一次接收到信号按定时定量浇花，再次接收到信号根据湿度浇花，根据按的次数，奇数次采用定时定量浇花方式，偶数次采用湿度控制浇花方式，这主要是针对不同的花卉。接收到信号，发光二极管闪烁30 s。蜂鸣器响10 s，用以提示。智能浇花器外部构造如图5所示。