1、花卉自動(dòng)澆灌控制系統(tǒng)摘要： 隨著我國(guó)房地產(chǎn)的發(fā)展，近年來(lái)出現(xiàn)高檔住宅社區(qū)和別墅區(qū)，一部分人擁有了私家花園，家庭式的灌溉在國(guó)內(nèi)也沒(méi)有正式起步?；ɑ芄喔鹊乃悸肪褪亲畲笙薅鹊淖屩魅瞬挥觅M(fèi)太多心思而把花養(yǎng)好?？紤]到澆灌系統(tǒng)的自動(dòng)化程度，所以本次設(shè)計(jì)我用單片機(jī)與濕度、光照、溫度傳感器相結(jié)合，能夠?qū)崟r(shí)的檢測(cè)并讓花卉在最適合它們的環(huán)境中生長(zhǎng)。本次設(shè)計(jì)主要是由硬件和軟件兩部分組成，硬件部分包括:單片機(jī)89S52，電池充電電路，時(shí)鐘電路，復(fù)位電路，溫度傳感器，濕度傳感器，光照檢測(cè)電路，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，電磁閥控制電路，窗戶控制電路等內(nèi)容。軟件部分包括：溫度傳感器DS18B20程序，步進(jìn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)程序，窗戶的

2、打開(kāi)、關(guān)閉程序，控制電磁閥的程序等內(nèi)容。本設(shè)計(jì)的傳感器都是采用單片機(jī)89S52編程控制的，實(shí)現(xiàn)對(duì)花卉所處環(huán)境的實(shí)時(shí)控制來(lái)確定要做的動(dòng)作。關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)AT89S52；傳感器；步進(jìn)電機(jī)；自動(dòng)澆灌一 研究的背景水是自然資源的重要組成部分，是所有生物的結(jié)構(gòu)組成和生命活動(dòng)的主要物質(zhì)基礎(chǔ)。從全球范圍講，水是連接所有生態(tài)系統(tǒng)的紐帶，自然生態(tài)系統(tǒng)既能控制水的流動(dòng)又能不斷促使水的凈化和循環(huán)。因此水在自然環(huán)境中，對(duì)于生物和人類的生存來(lái)說(shuō)具有決定性的意義。而對(duì)人體而言的生理功能是多方面，體內(nèi)發(fā)生的一切化學(xué)反應(yīng)都是在介質(zhì)水中進(jìn)行的，沒(méi)有水，養(yǎng)料不能被吸收；氧氣不能運(yùn)到所需部位；養(yǎng)料和激素也不能到達(dá)它的作用部位；廢物

3、不能排除，新陳代謝將停止，人將死亡。因此，水對(duì)人的生命是最重要的物質(zhì)。 在地球上，哪里有水，哪里就有生命。一切生命活動(dòng)都是起源于水的。二 自動(dòng)澆灌的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)1.自動(dòng)澆灌現(xiàn)狀園林灌溉設(shè)備現(xiàn)在主要是按照客戶針對(duì)自己的需求來(lái)準(zhǔn)確地選擇灌溉產(chǎn)品，同時(shí)有利于制造商分門別類的研發(fā)產(chǎn)品和對(duì)市場(chǎng)需求的把握，用于區(qū)別各制造商的業(yè)務(wù)范圍。按這種方式主要分為城市園林灌溉設(shè)備（Landscape）、高爾夫球場(chǎng)灌溉設(shè)備（Golf）、庭院灌溉設(shè)備（Garden）。比如美國(guó)的RAINBIRD、TORO、HUNTER等多家公司，盡管技術(shù)背景和從業(yè)時(shí)間有所不同，但都具備前兩類產(chǎn)品的制造能力，而德國(guó)的GARDENA公司致力

4、庭院灌溉產(chǎn)品的制造。隨著我國(guó)房地產(chǎn)的發(fā)展，近年來(lái)出現(xiàn)高檔住宅社區(qū)和別墅區(qū)，一部分人擁有了私家花園，適應(yīng)庭院灌溉的產(chǎn)品才從國(guó)外走進(jìn)國(guó)門，這個(gè)市場(chǎng)剛剛起步。家庭院灌溉設(shè)備的開(kāi)發(fā)思路是，滿足主人料理和養(yǎng)護(hù)私家花園的情趣，在家享受田園勞作的過(guò)程，營(yíng)造自然生態(tài)的情景。所以這類灌水器多為小射程散射噴頭、手持式和移動(dòng)式噴灑器，而且噴灑花型繁多可調(diào)，水源為自來(lái)水，壓力、流量、射程都較小。比如俗稱的“花灑”就是典型的庭院灌水器。歐洲在國(guó)際上引領(lǐng)這類產(chǎn)品的市場(chǎng)，如德國(guó)的GARDENA公司，就專門致力于庭院灌溉產(chǎn)品的生產(chǎn)。在我國(guó)這類產(chǎn)品的生產(chǎn)也是空白。2. 自動(dòng)澆灌的發(fā)展趨勢(shì)隨著國(guó)家把保護(hù)環(huán)境和綠化祖國(guó)做為基本國(guó)策

5、，再有無(wú)線網(wǎng)絡(luò)信息的深入，在水資源的節(jié)約上也會(huì)下很大的力度去實(shí)現(xiàn)并落實(shí)，因此發(fā)展節(jié)水節(jié)能的現(xiàn)代自動(dòng)澆灌系統(tǒng)勢(shì)在必行。灌溉自動(dòng)控制設(shè)備主要沿著三條主線發(fā)展，分為高端、中端和低端三大類別。高端控制設(shè)備這類產(chǎn)品是隨著計(jì)算機(jī)和現(xiàn)代數(shù)據(jù)通訊技術(shù)的發(fā)展而產(chǎn)生，主要有兩類：一類是基于氣象站的中央計(jì)算機(jī)灌溉控制設(shè)備；另一類是由計(jì)算機(jī)控制，但不和氣象站通訊。這兩類都在數(shù)據(jù)通訊的前提下進(jìn)行指令下達(dá)和反饋，但最大區(qū)別是，前者以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)到的氣象數(shù)據(jù)并計(jì)算出植物需水量為核心，實(shí)現(xiàn)灌溉系統(tǒng)的智能控制，后者則以閥門的開(kāi)關(guān)為中心，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)啟閉的集中控制。中端控制設(shè)備任何灌溉系統(tǒng)都是針對(duì)某種植物在某種需水量條件下而設(shè)計(jì)的，因此

6、，系統(tǒng)供水流量是既定的；要灌到某種植物的需水量，最終反映在需要灌多長(zhǎng)時(shí)間上。這種產(chǎn)品就是把灌水時(shí)間作為控制參量，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)灌溉。低端控制設(shè)備這類設(shè)備主要是用干電池驅(qū)動(dòng)，無(wú)須市電。用來(lái)解決無(wú)電地區(qū)或難于解決電源的地區(qū)，比如高速公路的防護(hù)林或綠化帶，城市園林很少應(yīng)用。此類控制設(shè)備，也可以簡(jiǎn)單編程，自動(dòng)運(yùn)行電磁閥，但不能控制供水機(jī)組。在國(guó)外灌溉控制設(shè)備已經(jīng)形成龐大的產(chǎn)業(yè)，在我國(guó)無(wú)論高、中、低端灌溉自動(dòng)控制設(shè)備，僅僅有部分科研院所在試驗(yàn)研制之中，沒(méi)有明確的針對(duì)性，思路不象國(guó)外那么清晰，目前還沒(méi)有形成批量生產(chǎn)，更談不到產(chǎn)業(yè)化?？偟膩?lái)看，在不久的將來(lái)，不僅能實(shí)現(xiàn)對(duì)辦公室花卉的控制而且可以實(shí)現(xiàn)路邊及所有公

7、共場(chǎng)所花草樹(shù)木的自動(dòng)灌溉，而且可以加入遠(yuǎn)程控制，可視頻控制，更大限度的節(jié)省人力物力，這將是世界澆灌系統(tǒng)的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)。三 基礎(chǔ)研究與設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)澆花的最佳灌溉系統(tǒng)就是在恰當(dāng)?shù)臅r(shí)間灌溉適量的水，用戶每天需解決的3個(gè)重要問(wèn)題是：何時(shí)灌溉灌多少、溫度的高低和光照是否充裕。解決何時(shí)灌溉的問(wèn)題，用戶需監(jiān)測(cè)作物根域的土壤水分；解決光照強(qiáng)度問(wèn)題則需要調(diào)節(jié)一些設(shè)備來(lái)增加陽(yáng)光的照射 ，解決溫度需要的就是通過(guò)窗戶的打開(kāi)與關(guān)閉來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)。設(shè)計(jì)則需要通過(guò)研究盆景花卉正常生長(zhǎng)的各種參數(shù)，根據(jù)是否需要水和光照而自動(dòng)澆灌，很好地控制花卉生長(zhǎng)的溫度及濕度?？紤]干擾的消除措施，有效地避免干擾的產(chǎn)生，如何采用太陽(yáng)能給電池充電使之環(huán)保

8、又節(jié)省了資本，系統(tǒng)的器件需要采用高性能低價(jià)原件，降低開(kāi)發(fā)成本低，而且能夠滿足大多數(shù)用戶的需求。四 使用自動(dòng)控制系統(tǒng)帶來(lái)的便利1、根據(jù)花園大小和植物種類自主設(shè)定每周、每日的澆灌次數(shù)和時(shí)間使您外出度假也不用擔(dān)心花草無(wú)人照料。2、實(shí)現(xiàn)科學(xué)養(yǎng)護(hù)，避免普通漫灌導(dǎo)致的植物死亡和病蟲害滋生。3、無(wú)須拖著水管滿院轉(zhuǎn)，擺脫繁瑣勞動(dòng)，節(jié)約寶貴時(shí)間。4、節(jié)約寶貴水資源，使用本產(chǎn)品可節(jié)約水80%左右。5、低能耗，確保家人安全。6、無(wú)須專門維護(hù)，可長(zhǎng)期使用，安裝、調(diào)試方便。7、性能先進(jìn)、可靠，售價(jià)為國(guó)外同類產(chǎn)品的40%以下；8、一般4分出口的自來(lái)水龍頭就可以輕松安裝上控制器，家用水壓便可以實(shí)現(xiàn)正常噴淋，如果水壓不夠，在控制器前端增加一個(gè)增壓泵就可以了。結(jié)論基于溫度、土壤濕度與光照強(qiáng)度等多因子的自動(dòng)噴灌控制系統(tǒng)，由以AT89S52為核心的控制電路、傳感器電路和執(zhí)行器件及機(jī)構(gòu)組成，硬件電路簡(jiǎn)單，不需要傳A/D轉(zhuǎn)換器件，系統(tǒng)也不需擴(kuò)展，經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)調(diào)試，系統(tǒng)設(shè)計(jì)基本可以滿足預(yù)期功能要求。硬件電路采用成熟的電路設(shè)計(jì)，元件選用成本較低的器件，電路穩(wěn)定，擴(kuò)干擾力強(qiáng)，性價(jià)比較高。環(huán)境量自動(dòng)控制工程是一個(gè)耗時(shí)長(zhǎng)的大型系