论文部分内容阅读
摘 要：本文提出的智能花卉护理系统是通过对土壤的温、湿度等情况的检验，进而应用智能化的管理来实现花卉的正常生长。土壤温、湿度的检验与控制包含了温、湿度的检验及自助浇水设计。对其的检验与显示则使用传感器为感应器件，将获得的温、湿度数值送到AT89C52单片机，再由其控制设备运行。本文为实现自助养花进行了一定的探索，并获得了某些对研发新产品有借鉴意义的数据。
关键词：AT89C51单片机；温湿度传感器；光照传感器；C52程序；数字电路
1 前言
随着我国经济的飞速发展，人们的生活水平日益提高。在家中种花养草成为许多人的选择，这样不仅能丰富我们的生活，而且，花草还有着净化空气的效果，在有花有草的地方分布的阴离子较多，空气也会更加清爽。
而对花草的浇灌能否实现及时适量，对能否养好花至为重要。较为简单的花草缺水告警器能够提醒使用者记得给花草浇水，可是这只是实现了告警，还得要我们自己去浇水，不能有效解决长时间外出等造成的问题。比如在家中无人时，就算报警了也没用，没人浇水就起不到任何效果。所以，需要设计出一种具有土壤温、湿度检验，光照检验以及自助浇水等功能的智能花卉护理系统，使得家中花草在无人照看时也能获得及时的护理。
智能花卉护理系统，是伴随人们生活条件的改善以及工作节奏的加快而出现的一类园艺产品。它将喷灌的概念用到家中花草浇灌中，经过一定的设计完善，实现了给花草自助浇灌的效果。
2 系统设计
本文设计的系统主要是应用在家庭或办公室，成本较低，而且使用方便。主要适用于喜欢花草，又缺少时间护理的群体。其环境温度介于0～40℃。
（1）本文面向实际需要，研发了一套温、湿度以及光照等的控制系统，以保证花草在成长的过程中获得较为适合的生存环境。整个监测系统，包含了传感器、控制器以及执行装置等3部分。
（2）硬件设计中，控制器是以AT89S52单片机为主，输入是由温、湿度以及光照传感器及信号分析装置构成，输出执行装置是由继电器、执行器等组成。
3 系统的硬件设计
3.1 控制系统的设计
3.1.1 时钟电路的设计
AT89S52单片机内包含震荡器，能够当作CPU的时钟源。本文的时钟选择的是内部形式。AT89S52内包含一个具有较高增益的反相放大器，利用XTAL1（输入端）、XTAL2（输出端），当作反馈器件的片外石英晶体（或陶瓷谐振器）与电容C1、C2构成并联谐振装置之后，便形成了片内自激震荡器，进而应用它形成所需时钟。其中的晶体凸显感性，其与震荡器的震荡频率关系密切；电容Cl，C2有着频率调整的作用。其中的反馈器件选择的是石英晶体，电容Cl与C2都是22PF，它们的装设位置要尽可能的接近单片机。
3.1.2 复位电路的设计
89系列单片机，在发起时也要求复位，使得CPU及系统各环节处在相应的起始状况，并从起始态开启工作。点击SW按键，开始对电容充电，使得RST端迅速达到高位；放开按键，通过向芯片内阻放电，使得RST达到低位，进而使单片机及时的进行复位，大多数情况下，R1选择470Ω，R2选择8.2kΩ，电容选择22uF。
3.2 太阳能电池板充电电路
3.2.1 充电芯片的选用
CN3068，是能够对锂电池进行及时充电的充电电路。这一元件内包含了晶体管，在实际使用时并不要求外界的电流检验电阻以及阻流二极管。CN3068仅需很少的外部元器件，热调节电路能够在耗能非常大或者是所处温度非常高的情况下将其温度管控在一定的有效范围之内。
3.2.2 稳压电路的选用
稳压电路，选用的是LM7805稳压器，能够发出正5V的直流电压。C7、C8相应为输入与输出端，应用滤波电容，输出端连上一个齐纳二极管从而平衡输出电压。
3.3 传感器的选用
经过调查发现，室内的温度变化介于0～40℃，改变范围不大，而且改变速度也不快，所以对传感器的反应速率并不要求太高。经过仔细对照比较常用的几类温度传感器的特性与使用情况，在这里选用的是DS18B20。
考虑到室内环境的变化情况，对湿度传感器要有如下几点要求：能够实现在线检测，易于自动化运行，有较好的准确度及灵敏性、范围宽，介于0～100%RH，测试的使用周期长，平稳性好，安全性高，其发出的湿度监测呈线性的。注意到设计的复杂性及制作成本，本文可应用简化电路，确保土壤的湿度维持在60%～80%之间。
4 软件系统的设计
本文使用开放性高、实用性强的C语言当作编程语言。系统的开发应用的是模块化方法。对于软件的设计，主要包含了，比如程序模块：DS18B20温度获取、继电器监控、步进电机监控等。
系统在初始化之后，会对土壤的温、湿度，光照情况进行监测。通过流程化的可靠管理，能够实现对花草生长环境的合理化控制，从而为花草的生长创造最佳环境。
5 结语
有关土壤温、湿度以及光照情况等多因素控制的智能花卉护理系统，主要包含了3个环节，也就是传感器、AT89S52为中心的控制部分以及执行装置等，硬件设计较为简单，无需A/D转换器，也无需不必要的外部应用，通过试验调测，设计的预期要求都能够实现。在本文的设计中，硬件方面所应用的设计非常成熟，元件价格低廉，抗干扰效果也不错，运行平稳，性价比较高。软件方面应用的是C语言，使用模块化结构，功能层面方便拓展。
参考文献
[1]仰浩浩.試论STM32单片机在室内环境监测系统中的运用[J].数字技术与应用，2015，（11）：6.
[2]张娜，吴文福，杜吉山，等.智能花盆的研究现状与发展前景[J].农业与技术，2016，36（1）：174-176.
（作者单位：滨州学院）
关键词：AT89C51单片机；温湿度传感器；光照传感器；C52程序；数字电路
1 前言
随着我国经济的飞速发展，人们的生活水平日益提高。在家中种花养草成为许多人的选择，这样不仅能丰富我们的生活，而且，花草还有着净化空气的效果，在有花有草的地方分布的阴离子较多，空气也会更加清爽。
而对花草的浇灌能否实现及时适量，对能否养好花至为重要。较为简单的花草缺水告警器能够提醒使用者记得给花草浇水，可是这只是实现了告警，还得要我们自己去浇水，不能有效解决长时间外出等造成的问题。比如在家中无人时，就算报警了也没用，没人浇水就起不到任何效果。所以，需要设计出一种具有土壤温、湿度检验，光照检验以及自助浇水等功能的智能花卉护理系统，使得家中花草在无人照看时也能获得及时的护理。
智能花卉护理系统，是伴随人们生活条件的改善以及工作节奏的加快而出现的一类园艺产品。它将喷灌的概念用到家中花草浇灌中，经过一定的设计完善，实现了给花草自助浇灌的效果。
2 系统设计
本文设计的系统主要是应用在家庭或办公室，成本较低，而且使用方便。主要适用于喜欢花草，又缺少时间护理的群体。其环境温度介于0～40℃。
（1）本文面向实际需要，研发了一套温、湿度以及光照等的控制系统，以保证花草在成长的过程中获得较为适合的生存环境。整个监测系统，包含了传感器、控制器以及执行装置等3部分。
（2）硬件设计中，控制器是以AT89S52单片机为主，输入是由温、湿度以及光照传感器及信号分析装置构成，输出执行装置是由继电器、执行器等组成。
3 系统的硬件设计
3.1 控制系统的设计
3.1.1 时钟电路的设计
AT89S52单片机内包含震荡器，能够当作CPU的时钟源。本文的时钟选择的是内部形式。AT89S52内包含一个具有较高增益的反相放大器，利用XTAL1（输入端）、XTAL2（输出端），当作反馈器件的片外石英晶体（或陶瓷谐振器）与电容C1、C2构成并联谐振装置之后，便形成了片内自激震荡器，进而应用它形成所需时钟。其中的晶体凸显感性，其与震荡器的震荡频率关系密切；电容Cl，C2有着频率调整的作用。其中的反馈器件选择的是石英晶体，电容Cl与C2都是22PF，它们的装设位置要尽可能的接近单片机。
3.1.2 复位电路的设计
89系列单片机，在发起时也要求复位，使得CPU及系统各环节处在相应的起始状况，并从起始态开启工作。点击SW按键，开始对电容充电，使得RST端迅速达到高位；放开按键，通过向芯片内阻放电，使得RST达到低位，进而使单片机及时的进行复位，大多数情况下，R1选择470Ω，R2选择8.2kΩ，电容选择22uF。
3.2 太阳能电池板充电电路
3.2.1 充电芯片的选用
CN3068，是能够对锂电池进行及时充电的充电电路。这一元件内包含了晶体管，在实际使用时并不要求外界的电流检验电阻以及阻流二极管。CN3068仅需很少的外部元器件，热调节电路能够在耗能非常大或者是所处温度非常高的情况下将其温度管控在一定的有效范围之内。
3.2.2 稳压电路的选用
稳压电路，选用的是LM7805稳压器，能够发出正5V的直流电压。C7、C8相应为输入与输出端，应用滤波电容，输出端连上一个齐纳二极管从而平衡输出电压。
3.3 传感器的选用
经过调查发现，室内的温度变化介于0～40℃，改变范围不大，而且改变速度也不快，所以对传感器的反应速率并不要求太高。经过仔细对照比较常用的几类温度传感器的特性与使用情况，在这里选用的是DS18B20。
考虑到室内环境的变化情况，对湿度传感器要有如下几点要求：能够实现在线检测，易于自动化运行，有较好的准确度及灵敏性、范围宽，介于0～100%RH，测试的使用周期长，平稳性好，安全性高，其发出的湿度监测呈线性的。注意到设计的复杂性及制作成本，本文可应用简化电路，确保土壤的湿度维持在60%～80%之间。
4 软件系统的设计
本文使用开放性高、实用性强的C语言当作编程语言。系统的开发应用的是模块化方法。对于软件的设计，主要包含了，比如程序模块：DS18B20温度获取、继电器监控、步进电机监控等。
系统在初始化之后，会对土壤的温、湿度，光照情况进行监测。通过流程化的可靠管理，能够实现对花草生长环境的合理化控制，从而为花草的生长创造最佳环境。
5 结语
有关土壤温、湿度以及光照情况等多因素控制的智能花卉护理系统，主要包含了3个环节，也就是传感器、AT89S52为中心的控制部分以及执行装置等，硬件设计较为简单，无需A/D转换器，也无需不必要的外部应用，通过试验调测，设计的预期要求都能够实现。在本文的设计中，硬件方面所应用的设计非常成熟，元件价格低廉，抗干扰效果也不错，运行平稳，性价比较高。软件方面应用的是C语言，使用模块化结构，功能层面方便拓展。
参考文献
[1]仰浩浩.試论STM32单片机在室内环境监测系统中的运用[J].数字技术与应用，2015，（11）：6.
[2]张娜，吴文福，杜吉山，等.智能花盆的研究现状与发展前景[J].农业与技术，2016，36（1）：174-176.
（作者单位：滨州学院）