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上海海事大学摘 要：本文设计了一款适用于大棚的智能浇花器。根据花卉对土壤湿度和空气温湿度的要求，进行了硬件的选型、软件设计和人机界面的设计，以西门子LOGO！控制器为主控单元，对大棚花卉周围环境的温度、湿度、土壤湿度、土壤PH进行实时检测。并且已经在实验室进行了实验，实验效果较好，可靠性高。
关键字：LOGO！控制器；自动浇花器；温湿度检测；红外感应
近年来，随着人们的生活水平的提高，花卉需求量大幅度增长，带来了花卉种植业的快速发展。每一种植物都需要生长在适宜环境内，不同的植物所需的适宜环境不同。目前市面上的浇花器大多采用定时浇花，大面积淋落浇花，这些浇花方式不能精准控制土壤的湿度，不能保证花卉生长在适宜的土壤湿度范围内。
一、智能浇花器的硬件构建
本文设计了一款以西门子LOGO！控制器为主控单元的智能浇花器，它可以根据花卉的生长需求智能的控制大棚内空气温湿度，土壤湿度等参数，使花卉生长在适宜的环境中。整个系统主要由TD文本显示器、人体红外感应、空气温度传感器、空气湿度传感器、土壤湿度传感器、土壤PH传感器、电磁阀、水泵、风扇、报警灯、以及GSM模块等组成。
1. LOGO！控制器
本设计的控制器选用LOGO！0BA7型号控制器，它是一款微型可编程控制器，工作电压是24V，采用模块化设计，分为本机模块、数字量模块、模拟量模块和通信模块。
LOGO！本机模块有8输入4输出，I3、I4、I5、I6是数字量输入，I1、I2、I7、I8即可作为数字量输入也可以作为模拟量输入。
LOGO！0BA7基本模块集成以太网接口，轻松实现LOGO！0BA7基本模块之间，LOGO！0BA7基本模块与SIMATIC S7控制器、西门子人机界面产品之间的以太网通讯。
2.空气温度传感器
空气温度采集采用LM35D测温传感器，连接I1输入点，如图1.2所示。LM35D是一种输出电压与摄氏温度成正比例的温度传感器，其灵敏度为10mV/℃；工作温度范围为0℃-100℃；工作电压为4-30V；精度为±1℃。最大线性误差为±0.5℃；静态电流为80uA。
LM35D测温传感器温度与输出电压的关系：U=7.05+10t，式中电压的单位是mv。
3.空气湿度传感器
空气湿度采集选用AMT2001湿度传感器度，连接I2输入点.工作电压为4.2V-5.5V DC ，精度为±3%RH，AMT2001湿敏电容湿度模块的供给电压为直流电压，相对湿度通过电压输出进行计算，本模块具有精度高、可靠性高、一致性好等特点。
AMT2001湿度传感器湿度与输出电压的关系：湿度 = U（输出电压）÷ 0.03 （ %RH），式中电压的单位是V。
4.土壤湿度传感器
土壤湿度传感器采用4线制土壤湿度传感器作为信息采集装置，连接I7输入点，工作电压3.3V-5V。
5.红外感应传感器
红外感应传感器选用HC-SR501，连接I6输入点，如图1.2所示。利用HC-SR501人体感应模块检测人是否在周围。可以全自动感应，人进入其感应范围则输出高电平，人离开感应范围则自动延时关闭高电平，输出低电平。
6. TD文本显示器
文本显示模块用来进行操作与显示，比如选定所浇花卉种类。同时显示当前所浇花的名称、适宜湿度、适宜PH范围、当前PH值、当前周围环境的温湿度等信息。
7.GSM通讯模块
LOGO！ GSM通讯模块选用LOGO！ INSYS GSM 4.3。工作电压：DC 24V，额定电流：1A～2A，输出功率：1W @ 900MHz。
使用第三方GSM模块实现通讯功能 ，监控土壤PH值，每当出现土壤PH值超过或低于适宜范围值，LOGO！控制器会给GSM模块发送信号，通过模块中的SIM卡，用短信方式给用户发送信息。
二、智能浇花器的软件设计
1.系统软件设计
LOGO！控制器采用了功能块图（FBD）进行编程，实现各种逻辑控制。程序流程图，如图2.1。本设计有两种浇花模式，自动浇花和手动浇花。在自动模式下，首先各个模块会进行初始化，然后选择花卉品种，LM35D测温传感器检测周围环境温度，将检测到的温度信号传送给LOGO！当土壤PH超出适宜范围时，控制器会控制PH监测报警灯亮。在手动模式下，用户可手动控制水泵以及散热、除湿风扇的运行。
2.远程监控
人机界面是使用VB程序编写的。西门子推出的PC Access是可以用于连接西门子，或者第三方的支持OPC技术的上位软件，可以与任何标准的OPC客户端通信并提供数据信息。PC Access软件自带OPC客户机测试端，用户可以方便的检测其项目的通信质量及配置的正确性。 通过LOGO！连接以太网的端口，经过OPC来连接PC软件与LOGO！主机模块，实现远程监控。
三、结论
本文主要介绍了适用于大棚的智能浇花器，进行了硬件选型与程序分析实时显示大棚环境信息同时具有报警功能，更加直观更加方便的让养殖者了解花卉情况；具有远程监控功能，即使用户在外也对花卉情况了如指掌；可以缩短花的生长周期，减少培养成本，增加养殖者的利益。
参考文献：
[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，2011，05：39-41+44.
关键字：LOGO！控制器；自动浇花器；温湿度检测；红外感应
近年来，随着人们的生活水平的提高，花卉需求量大幅度增长，带来了花卉种植业的快速发展。每一种植物都需要生长在适宜环境内，不同的植物所需的适宜环境不同。目前市面上的浇花器大多采用定时浇花，大面积淋落浇花，这些浇花方式不能精准控制土壤的湿度，不能保证花卉生长在适宜的土壤湿度范围内。
一、智能浇花器的硬件构建
本文设计了一款以西门子LOGO！控制器为主控单元的智能浇花器，它可以根据花卉的生长需求智能的控制大棚内空气温湿度，土壤湿度等参数，使花卉生长在适宜的环境中。整个系统主要由TD文本显示器、人体红外感应、空气温度传感器、空气湿度传感器、土壤湿度传感器、土壤PH传感器、电磁阀、水泵、风扇、报警灯、以及GSM模块等组成。
1. LOGO！控制器
本设计的控制器选用LOGO！0BA7型号控制器，它是一款微型可编程控制器，工作电压是24V，采用模块化设计，分为本机模块、数字量模块、模拟量模块和通信模块。
LOGO！本机模块有8输入4输出，I3、I4、I5、I6是数字量输入，I1、I2、I7、I8即可作为数字量输入也可以作为模拟量输入。
LOGO！0BA7基本模块集成以太网接口，轻松实现LOGO！0BA7基本模块之间，LOGO！0BA7基本模块与SIMATIC S7控制器、西门子人机界面产品之间的以太网通讯。
2.空气温度传感器
空气温度采集采用LM35D测温传感器，连接I1输入点，如图1.2所示。LM35D是一种输出电压与摄氏温度成正比例的温度传感器，其灵敏度为10mV/℃；工作温度范围为0℃-100℃；工作电压为4-30V；精度为±1℃。最大线性误差为±0.5℃；静态电流为80uA。
LM35D测温传感器温度与输出电压的关系：U=7.05+10t，式中电压的单位是mv。
3.空气湿度传感器
空气湿度采集选用AMT2001湿度传感器度，连接I2输入点.工作电压为4.2V-5.5V DC ，精度为±3%RH，AMT2001湿敏电容湿度模块的供给电压为直流电压，相对湿度通过电压输出进行计算，本模块具有精度高、可靠性高、一致性好等特点。
AMT2001湿度传感器湿度与输出电压的关系：湿度 = U（输出电压）÷ 0.03 （ %RH），式中电压的单位是V。
4.土壤湿度传感器
土壤湿度传感器采用4线制土壤湿度传感器作为信息采集装置，连接I7输入点，工作电压3.3V-5V。
5.红外感应传感器
红外感应传感器选用HC-SR501，连接I6输入点，如图1.2所示。利用HC-SR501人体感应模块检测人是否在周围。可以全自动感应，人进入其感应范围则输出高电平，人离开感应范围则自动延时关闭高电平，输出低电平。
6. TD文本显示器
文本显示模块用来进行操作与显示，比如选定所浇花卉种类。同时显示当前所浇花的名称、适宜湿度、适宜PH范围、当前PH值、当前周围环境的温湿度等信息。
7.GSM通讯模块
LOGO！ GSM通讯模块选用LOGO！ INSYS GSM 4.3。工作电压：DC 24V，额定电流：1A～2A，输出功率：1W @ 900MHz。
使用第三方GSM模块实现通讯功能 ，监控土壤PH值，每当出现土壤PH值超过或低于适宜范围值，LOGO！控制器会给GSM模块发送信号，通过模块中的SIM卡，用短信方式给用户发送信息。
二、智能浇花器的软件设计
1.系统软件设计
LOGO！控制器采用了功能块图（FBD）进行编程，实现各种逻辑控制。程序流程图，如图2.1。本设计有两种浇花模式，自动浇花和手动浇花。在自动模式下，首先各个模块会进行初始化，然后选择花卉品种，LM35D测温传感器检测周围环境温度，将检测到的温度信号传送给LOGO！当土壤PH超出适宜范围时，控制器会控制PH监测报警灯亮。在手动模式下，用户可手动控制水泵以及散热、除湿风扇的运行。
2.远程监控
人机界面是使用VB程序编写的。西门子推出的PC Access是可以用于连接西门子，或者第三方的支持OPC技术的上位软件，可以与任何标准的OPC客户端通信并提供数据信息。PC Access软件自带OPC客户机测试端，用户可以方便的检测其项目的通信质量及配置的正确性。 通过LOGO！连接以太网的端口，经过OPC来连接PC软件与LOGO！主机模块，实现远程监控。
三、结论
本文主要介绍了适用于大棚的智能浇花器，进行了硬件选型与程序分析实时显示大棚环境信息同时具有报警功能，更加直观更加方便的让养殖者了解花卉情况；具有远程监控功能，即使用户在外也对花卉情况了如指掌；可以缩短花的生长周期，减少培养成本，增加养殖者的利益。
参考文献：
[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，2011，05：39-41+44.