摘 要:以单片机为主控芯片,结合传感器和计算机,搭建了一套智能化的浇灌系统;利用LabVIEW 设计并编写了基于状态机程序架构的上位机软件,实现了友好的用户交互界面,实时测量、显示与记录等功能,并由主控芯片进行浇灌。经测试,本系统具有结构简单,研制成本低,运行可靠,易于实现和安装等优点。
关键词:自动浇灌;单片机;电路设计;LabVIEW;湿度传感器
0 引言
随着人们生活水平的提高,居住环境得到了较大改善,越来越多的人在家里、花园或者菜园里种植各种花草树木。但是,日常生活中人们工作比较繁忙,养护这些花草树木有些仓促,来不及浇灌,影响它们的生长。此外,随着世界水资源越来越匮乏,人们的节水意识增强,自动灌溉系统应运而生。
智能化的浇灌系统需要对环境这个变量实时监测以便选择不同策略,尤其是土壤环境的温湿度数据,国内外的浇灌系统中已经使用了无线传感和网络技术,通过网络实时监测植物各个阶段的成长情况,但这种自动浇灌装置价格昂贵,性价比不高。因此,针对智能浇灌的应用,设计了一种基于
单片机的小型自动浇灌系统,该智能化浇灌系统是集传感器技术、自动控制技术、无线通信技术和计算机技术等于一体,能满足当前花园式自动浇灌的需要。
1 系统整体方案
1.1 控制系统方案设计
采用模块化设计思想,设计了单片机控制的自动浇灌系统。系统由单片机最小系统模块、湿度采集模块、按键模块、数据显示模块、电机控制模块和上位机模块组成。整个设计过程和思路都是依据STC89C52单片机开发板的系统资源,控制系统整体方案设计如图1所示。
1.2 控制系统工作原理
该系统可对土壤的湿度进行监控,并对作物进行适时适量的浇水。其核心是单片机、湿度采集电路、显示电路以及浇水驱动电路构成的系统检测和控制部分。通过湿度传感器对土壤中的湿度进行实时测量,经过总线将测量数据传递给单片机,单片机通过串口与上位机进行通讯,上位机接收到湿度数据后,根据用户的操作实现湿度数据的实时显示和存储。当湿度传感