基于AT89C52的花卉管理控制電路系統的設計與實現

李一可 劉大維 張健 朱芨宇 謝林宏

摘 要：針對花卉在無人管理時水分無法及時供應導致無法正常生長以及花卉生長環境濕度難以調節的問題，設計并構想了一種花卉管理的智能控制電路系統，本系統基于AT89C52單片機和利用多傳感器的信息采集與管理實現了針對不同花卉的需求實現空氣濕度和土壤濕度自動調節的功能。

關鍵詞：AT89C52單片機，自動澆水，自動保濕罩

1總體設計

本系統基于AT89C52單片機實現，該電路系統由保濕模塊和澆水模塊構成，其中保濕模塊包括空氣溫濕度顯示電路和保濕罩保濕電路構成，澆水模塊由土壤濕度信息讀取電路、水泵驅動電路、自動澆水電路和水箱缺水報警電路構成，通過以上模塊該系統實現了土壤濕度以及花卉生長環境的濕度的自動調節。

2硬件設計

該系統基于AT89C52單片機進行控制，單片機由寫入的程序程序控制端口輸出的高低電平控制模塊電路的工作狀態；與此同時，外部按鍵電路通過輸入結合單片機控制進行預置數據的設置，從而形成整個系統完整的硬件設計。

2.1保濕模塊

2.1.1空氣溫濕度顯示電路

通過DHT11測得空氣的溫濕度，如圖1所示其中DHT11有4個引腳，引腳1接VDD，引腳2接單片機P2.7，引腳3懸空，引腳4接地。

如圖2所示，通過程序寫入單片機使LCD1602顯示屏第一行顯示濕度，第二行顯示溫度。其中的LCD1602顯示屏的RS，RW，E為命令端口，D0到D8為數字端口，接上拉電阻保證LCD1602正常驅動，VDD接電源，VSS接地，通過接電阻接地實現V0控制顯示屏對比度。

2.1.2空氣保濕功能

單片機P2.1引腳接繼電器和接伸縮桿，繼電器的斷開和閉合控制推桿的啟動與關閉，推桿連接保濕罩，推桿驅動保濕罩的開啟與閉合，以達到控制保濕罩控制空氣濕度。單片機P3.5，P3.6，P3.7引腳分別接獨立按鍵S1，S2，S3。空氣濕度閾值設置由按動按鍵來實現，按下S2按鍵進入菜單并持續幾秒，在菜單界面按下S1按鍵控制濕度下限減一，按下S3調濕度下限加一，初始設定濕度為40%RH，當空氣濕度低于設定濕度時保濕罩開啟，以達到保濕效果，當空氣濕度達到設定的閾值上限時，保濕罩收起。

2.2澆水模塊

2.2.1自動澆水

2.2.1.1土壤濕度信息讀取

通過土壤濕度檢測傳感器獲取土壤濕度信息，數模轉換器ADC0832接收土壤濕度傳感器傳出的模擬信號，將模擬信號轉換為數字信號傳入單片機中。

2.2.1.2水泵驅動電路

若土壤濕度小于所設定的額度下限，那么單片機P1.7引腳輸出低電平，使繼電器閉合，直到土壤濕度大于額度上限時，P1.7管腳輸出高電平，繼電器斷開，二極管熄滅。

三極管在單片機電路中作為開關器件。單片機輸出低電平時，三極管處于放大區，集電極輸出放大電流，發光二極管導通，形成閉合回路，繼電器閉合；單片機輸出高電平時，三極管處于截止區，發光二極管所處的電路斷電，繼電器斷開。

當土壤濕度低于閾值下限時，單片輸出低電平，三極管導通，進而單片機對繼電器的驅動，繼電器閉合。與此同時，繼電器的閉合驅動水泵的工作，水泵開啟、抽水，實現自動抽水。

2.2.2缺水報警

水位傳感器采用非接觸式液位傳感器，將其固定在水箱的外部。

2.2.2.1液位信號接收電路

當液面高于水位傳感器時，液位傳感器輸出為高電平；當水位傳感器檢測到液面低于它時，液位傳感器輸出為低電平。單片機通過P2.0口接受液位傳感器發送的液位信號。

2.2.2.2紅外感應電路

當有人經過紅外傳感器時，傳感器輸出為高電平，否則為低電平，單片機通過P2.2接口接受紅外傳感器信號。

2.2.2.3蜂鳴器報警電路

當P2.0為低電平，P2.2為高電平時，即缺水有人經過時，蜂鳴器報警，幾秒后蜂鳴器自動關閉，延時幾秒后，若仍是缺水有人，繼續重復以上步驟。

3軟件設計

整個系統操作操作方法為當開啟系統后進入主函數，初始化函數變量及初始化傳感器模塊，進入按鍵掃描函數，通過按鍵選擇系統的工作模式，在自動控制模式下，調用土壤/空氣濕度數據采集函數，采集當前土壤/空氣濕度值，利用數據處理程序對濕度值進行分析，當濕度值小于預設值時，進入電機驅動函數，開啟相應模塊功能。

4總結

本系統實現了軟硬件結合，通過閾值設置的方法，基于單片機實現了花卉自動澆水和花卉生長環境保濕技術，如此同時，添加報警電路實現水箱缺水智能報警的功能，增加了花卉培育的便捷程度以及花卉的成活率。

作者簡介：

李一可，生于1998年8月，漢族，河北唐山人，本科在讀，微電子方向。