【摘 要】针对目前浇花装置在实际应用中存在的问题，设计研究了一种体积小、结构简单、使用方便的智能浇花装置。该装置包括检测系统、显示系统、动力系统和控制系统，实现了对花卉土壤湿度的检测、数据显示以及土壤湿度的自动调节。通过土壤中的土壤湿度传感器对土壤的湿度进行实时监测并将数据传给单片机控制器，显示在显示屏上，同时单片机对土壤湿度传感器传来的数据进行分析，如果土壤湿度低于设定的范围，则单片机控制水泵的开关打开，对花卉进行供水，从而时刻调节土壤的湿度，保证花卉生长的最佳土壤湿度。通过实验研究发现，本装置能够很好的调节土壤的湿度，保证花卉的正常生长。
　　【关键词】智能浇灌；湿度检测 ；湿度显示； 湿度调节
　　1.引言
　　随着人们生活水平的提高，花卉逐渐受到人们的青睐，陶冶情操，净化空气。但是对花卉的管理也产生了一系列的问题[1]，如，不清楚何时应该给花卉浇水导致花卉生长不佳，一旦主人外出或无法顾及，这些植物就可能面临生存问题，生活中经常会遇到因无人照看浇水而导致植物枯死。目前市场上的浇花装置主要是针对大棚里面的大批量花卉的，体积比较大，结构也比价发杂，也有针对单株花卉的浇花装置[2] ，但是结构都比较复杂，且体积较大。因此就急需一种结构简单，体积小，操作简单的浇花装置来解决家庭花卉浇水的问题，本文在前人研究的基础上对家庭花卉浇水的问题进行研究，结合家庭花卉的具体情况，从装置的体积、装置的取水方式、供水方式、控制方式等进行试验研究。
　　2.浇花系统结构
　　基于单片机控制的智能浇花装置由花盆、水箱、控制面板、显示屏、动力系统、导管以及湿度传感器组成，控制面板包括一单片机，湿度传感器设置于花盆的土壤中，连接控制面板，控制面板连接动力系统，水箱设置于花盆的下侧，花盆坐落在水箱里面，动力系统通过导管连接于所述花盆的土壤。水箱与花盆之间储存水，水箱的上方与花盆接触的地方开有注水孔。控制面板设置于水箱的侧面，控制面板上设置有按钮。动力系统由离心泵、连接导管、连接套、导线导管和电源组成，离心泵置于所述水箱底部，离心泵控制端通过导线导管和控制面板连接，其出水口通过连接导管、连接套连接至导管，电源和控制面板连接。
　　3.工作原理
　　智能浇灌装置的湿度传感器设置于花盆的土壤中，用于测量花盆中土壤的湿度，其输出连接至控制面板；控制面板可接收用户对土壤湿度的设定，并显示当前土壤的湿度，具体的说，用户可以根据不同种类花卉对土壤湿度的不同，通过控制面板设置花卉的适宜湿度，控制面板包含一单片机（图中未示出），单片机连接湿度传感器和动力系统，湿度传感器把其测量的信号（模拟信号）传给单片机，该单片机对湿度传感器传过来的信号进行处理分析（如模数转换），并将当前土壤的湿度与用户的设定值进行比较，当土壤的湿度小于一定的值，单片机控制动力系统的离心泵打开，从而通过离心泵把水箱底部的水抽出并通过导管输送到花盆里面，给花盆里面的花浇水，而当土壤的湿度大于用户设定值时，单片机控制动力系统的离心泵关闭，从而停止对花盆花卉的浇灌。
　　花盆设置于水箱的上部，其上部外沿向外延伸至水箱的上部内沿，和花盆主体一起相当于水箱的盖子；水箱在花盆的下侧，花盆坐落在水箱里面，水箱和花盆之间储存水，花盆之外沿位于（水箱的上方）开有注水孔，当水箱里面的水用完的时候，通过注水孔向水箱里面注水；控制面板放在水箱的侧面，控制面板上有按钮和显示设备，用户可以通过控制面板调节花卉最适宜的湿度。
　　动力系统设置在水箱的底部，并通过导管与花盆的土壤相连。动力系统由离心泵、连接导管、连接套、导线导管和电源组成，离心泵置于水箱底部，其控制端通过导线导管和控制面板连接，当花盆中土壤的湿度低于用户设定的值的时候，控制面板3会控制打开离心泵，使离心泵工作，离心泵通过导管把水输入到花盆中。
　　4.受力分析
　　通过使用UG软件中的有限元分析模块对装置的结构受力情况进行分析，假设花和泥土的重量为2kg，重力加速度我们取g=10，那么花卉和泥土的重力约为20N，把装置的底部固定。然后在放置花卉的泥土的盆子的地面施加一个均布力，均布力的大小为20N。对装置进行网格划分并进行求解，结果如图5、图6所示，根据图5的结果可知，装置的最大变形量为0.0344mm，根据图6的结果可知，装置受到的最大应力为0.0938N/mm^2（MPa），满足使用要求。
　　參考文献：
　　[1]张兆朋. 基于AT89S52的家庭智能浇花器的设计[J].电子设计工程. 2011（05）.39-42.
　　[2]袁腾，王帅，梅明，姜天华. 基于单片机原理的可定时自动浇花器[J].硅谷. 2012（13）.38-39.