基于单片机的自动浇花系统设计.doc

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2023年12期

基于单片机的自动浇花系统设计

杨杜鹃〔西南交通大学机械工程学院四川成都611756〕

【摘要】本系以STC12C5A60S2片机核心，通DHT11温湿度感器土壤的温湿度，片机判断湿度是否低于下限，而控制器是否合，磁是否被接通，从而自地植物水。就可以有效地帮助人及地植物适量的水，促植物正常生。

【关键词】温湿度感器;片机;控制;器;磁

0.引言

生活中，许多人都喜欢在家中种一些植物来净化空气和陶冶情操。能让植物正常生长，是人们所希望的。生物的生长都离不开水，植物的正常生长当然也离不开水，必须及时浇水，并且浇水不能过多也不能过少，必须适量。现实生活中，人们给植物浇水，往往都是凭着感觉和经验，这样并不能保证给植物浇了适量的水。甚至有的时候，家中无人，植物只能自生自灭。

基于单片机的自动浇花系统，能够实时地检测土壤温湿度，及时地给植物浇适量的水。既能解决人们不在家，植物自生自灭的问题，还能有效解决浇水量的问题。从而保证植物的正常生长，给人们带来很大的帮助。

1.系统组成

本系统由4个模块组成：土壤温湿度检测模块、LCD1602液晶显示模块、单片机控制模块和浇水模块构成。

1.1DHT11数字温湿度传感器

DHT11数字温湿度传感器是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器，具有品质卓越、超快响应、抗干扰能力强、性价比极高等优点。并且该传感器体积超小、功耗极低、信号传输距离可达20米以上，能为本系统提供准确、实时的土壤温湿度信息。

1.2LCD1602液晶显示器

LCD1602液晶显示器具有微功耗、体积小、超薄轻巧、价格低等优点，同时LCD可以显示字母、数字符号，还可以显示中文字型，显示内容非常丰富。总的来说，LCD既能清晰地显示DHT11数字温湿度传感器检测到的温湿度，还能节约本钱，能很好地帮助系统实现功能。

1.3STC12C5A60S2单片机

STC12C5A60S2单片机是高速、低功耗、超强抗干扰的新一代8051单片机，指令代码完全兼容传统8051,但速度比8051单片机快8-12倍。因此，该单片非常满足本系统的设计要求。

1.4电磁阀

电磁阀可以配合不同的电路来实现预期的控制，而控制的精度和灵活性都能够保证。通电时，电磁线圈产生电磁力把关闭件从阀座上提起，阀门翻开；断电时，电磁力消失，弹簧把关闭件压在阀座上，阀门关闭。

本系统采用电磁阀的额定电压为DC12V，因此，还用了一个变压器，将220V的交流电变成12V的直流电，从而给电磁阀供电。

本系统中，电磁阀与继电器串联起来受单片机控制，构成浇水模块。该模块结构简单，只需要将电磁阀接在水龙头上，便可实现浇水。

2.系统工作过程

耗模式转变成高速模式，等待单片机开始信号结束后，DHT11发送响应信号，送出40bit的数据，并触发一次信号采集。如果没有接受到单片机发送的开始信号，DHT11不会主动进行温湿度采集，采集数据后转换到低速模式。DHT11测量分辨率分别为8bit〔温度〕和

8bit〔湿度〕。

2.2LCD显示当前土壤的温湿度通过编程，使单片机将接收到的DHT11检测到的土壤的温湿度

在LCD1602上显示。DHT11不断检测土壤温湿度，单片机不断接收数据，LCD上显示的温湿度数据不断更新。用户可以通过LCD显示屏上的数据了解当前土壤的温湿度情况。

2.3单片机控制浇水

本系统是根据土壤的湿度情况来浇水的。单片机将接收到的湿度数据与预先设定的植物正常生长所需要的湿度值〔本系统设为55%〕进行比拟，假设湿度大于55%，那么单片机控制继电器断开，电磁阀不被接通。于是，没有对植物浇水。假设湿度小于55%，那么单片机控制继电器闭合，电磁阀被接通。于是，对植物进行浇水。

闭环系统相对开环系统的优点是：在反应控制系统中，不管出于什么原因〔外部扰动或系统内部变化〕，要被控制量偏离规定值，就会产生相应的控制作用去消除偏差。本系统就是一个闭环控制系统。当单片机接受到DHT11检测的土壤湿度小于55%时，就会控制继电器闭合，使电磁阀接通，开始浇水。浇水的过程中，土壤的湿度在不断增加，直到增加到55%时，单片机就会控制继电器断开，电磁阀不被接通，停止浇水。

如果采用计算需要浇多少水的方法，就是开环控制，缺点就是，系统很有可能由于系统外部或内部因素使最后的浇水量没有到达所计算的浇水量，不能实现准确浇水。这样进一步说明，本系统采用闭环控制的方法是非常正确的，能够准确实现给植物浇适量的水。

3.总结

单片机是一种