智能澆花系統的設計與實現

何偉

摘要：在單片機運用趨于成熟和社會節奏加快的社會背景下，綠植種養已成為減壓的必備方法。但是種養綠植困難的問題也越來越影響人們的體驗。所以，本文探討了目前已有的解決辦法提出了，根據土壤濕度和綠植標準濕度閾值對比的情況，利用濕度傳感器等硬件，達到自動澆水的目的。研究解決人們種養綠植困難的問題，增加種養綠植的趣味性。

關鍵詞：單片機 綠植種養 濕度閾值 自動澆水

1研究背景

進入21世紀以來人們的生活水平和工作環境發生著巨大的變化，生活節奏不斷加快，壓力也越來越大。隨著國內居民消費水平和生活質量的提高，越來越多的人們開始向往更加悠然自得的生活方式。越來越多的人們喜愛種植綠植，不僅因為綠植可以美化環境，還能愉悅人們的心情，緩解壓力。但是往往人們由于忙于工作、學習而忘記及時地為綠色植物補充水分及養料，或者由于節假日外出游玩，綠植沒人管理而導致枯死所以對于忙于應對現今快節奏的生活和工作狀態，而又種植著花卉等盆栽植物的人們來說，設計一種可以在短期內無人管理的情況下自動工作的智能澆花系統顯得尤為重要。

2項目的主要研究內容

2.1數據收集

為了得到更為準確合理的數據，我們對市面上較受歡迎的一些綠檀進行數據統計。以控制變量法為測試基礎，第一步，將不同綠植種類作為變量，選取相同生長情況的綠植，放置在溫度適宜的地方進行觀察，盡量保證綠植不受無關變量的影響。然后，為每個不同種類綠植的澆花系統設置好預設的澆水閾值。再定期測量土壤濕度是否滿足該綠植正常生長的條件，盡可能多組測試，以盡可能的減少環境誤差。從而得到適合大多數綠植生長的土壤濕度范圍。第二步為了得到每種綠植具體的濕度閾值范圍，將第一步中得到的澆水閾值范圍作為變量，對同一種綠植進行測試，用多組同類綠植進行測試，觀察其生長情況，進行對比分析。得到該綠植最佳土壤濕度和對應的澆水閾值。最終得到不同品種的綠檀所對應的最佳土壤濕度。最后將得到的數據與花卉市場網絡數據進行對比，對比后進行更加有針對性的對比培育。進一步矯正數據，從而得到不同種類綠植更為精確的濕度閾值。為后面硬件編程和設計奠定數據基礎。

2.2系統硬件部分

2.2.1土壤濕度獲取

我們首先利用土壤濕度傳感器來檢測綠植土壤的水分含量，當結果顯示土壤缺水時，濕度傳感器顯示值將會變小，然后當土壤水分含量大于提前設置的閾值后，傳感器顯示值將變大。接著，使用A/D轉換器讀取輸出值，進行數據分析后，然后傳送給單片機，單片機根據數值大小來判斷是否該澆水。

傳感器是一種輸出裝置，其原理是將采集到的信息轉換為有用電信號信號。再由內置敏感元件、轉換元件和相對應的電子電路共同組成的。在使用時被測試的濕度會直接觸發它的響應。同時產生可用信號的輸出，實現信號的傳遞。當土壤的濕度發生改變時，相應的電阻值也會隨之改變，電阻值的邊界一般是O歐-1OK歐。同時當電阻值發生改變時時，系統電路的輸出電壓也會隨之發生改變。所以當變調電阻的大小發生改變時，便可以得到與之對應的電壓值，從而實現電路的需求。我們采用的土壤濕度傳感器的測量邊界為O-IOO%RH，它主要擁有功耗較低、響應時間較短的優點。

2.2.2水泵控制

在自動澆水模塊，我們采用電磁式繼電器控制開關。電磁繼電器由控制線圈、鐵心、電樞和接觸簧片組成。繼電器線圈工作時，會增加額定電壓，產生電流。然后電流會產生電磁效應。電磁力將吸收電樞，電樞的動觸點和靜觸點將吸收和作用。當線圈失電時，電磁力消失，電樞在彈簧的作用下回到原來的非帶電位置，松開并切斷。按照上述的電磁繼電器的原理，實際上它起到了一個類似開關的作用。它能與電路配合，達到預期的效果，其控制精度和靈活性更可靠。繼電器作為開關，需要一個三極管和單片機的相關接口相連，當引腳被置高電平的時候，繼電器工作驅動水泵灌溉。

3總結

本次實現的智能澆花系統，在功能上解決了現如今用戶種養綠植的難題。智能澆花系統靈活可靠，操作簡單，同時為用戶的綠植提供最合理的生長環境。跟傳統的澆花方式相比，智能澆花系統不僅解放用戶雙手，也提高了用戶體驗度和增加種養綠植的趣味性，讓人們在工作學習的閑暇之際也能夠愉悅心情。