基于AT89C52的花卉管理控制电路系统的设计与实现

李一可 刘大维 张健 朱芨宇 谢林宏

摘 要：针对花卉在无人管理时水分无法及时供应导致无法正常生长以及花卉生长环境湿度难以调节的问题，设计并构想了一种花卉管理的智能控制电路系统，本系统基于AT89C52单片机和利用多传感器的信息采集与管理实现了针对不同花卉的需求实现空气湿度和土壤湿度自动调节的功能。

关键词：AT89C52单片机，自动浇水，自动保湿罩

1总体设计

本系统基于AT89C52单片机实现，该电路系统由保湿模块和浇水模块构成，其中保湿模块包括空气温湿度显示电路和保湿罩保湿电路构成，浇水模块由土壤湿度信息读取电路、水泵驱动电路、自动浇水电路和水箱缺水报警电路构成，通过以上模块该系统实现了土壤湿度以及花卉生长环境的湿度的自动调节。

2硬件设计

该系统基于AT89C52单片机进行控制，单片机由写入的程序程序控制端口输出的高低电平控制模块电路的工作状态；与此同时，外部按键电路通过输入结合单片机控制进行预置数据的设置，从而形成整个系统完整的硬件设计。

2.1保湿模块

2.1.1空气温湿度显示电路

通过DHT11测得空气的温湿度，如图1所示其中DHT11有4个引脚，引脚1接VDD，引脚2接单片机P2.7，引脚3悬空，引脚4接地。

如图2所示，通过程序写入单片机使LCD1602显示屏第一行顯示湿度，第二行显示温度。其中的LCD1602显示屏的RS，RW，E为命令端口，D0到D8为数字端口，接上拉电阻保证LCD1602正常驱动，VDD接电源，VSS接地，通过接电阻接地实现V0控制显示屏对比度。

2.1.2空气保湿功能

单片机P2.1引脚接继电器和接伸缩杆，继电器的断开和闭合控制推杆的启动与关闭，推杆连接保湿罩，推杆驱动保湿罩的开启与闭合，以达到控制保湿罩控制空气湿度。单片机P3.5，P3.6，P3.7引脚分别接独立按键S1，S2，S3。空气湿度阈值设置由按动按键来实现，按下S2按键进入菜单并持续几秒，在菜单界面按下S1按键控制湿度下限减一，按下S3调湿度下限加一，初始设定湿度为40%RH，当空气湿度低于设定湿度时保湿罩开启，以达到保湿效果，当空气湿度达到设定的阈值上限时，保湿罩收起。

2.2浇水模块

2.2.1自动浇水

2.2.1.1土壤湿度信息读取

通过土壤湿度检测传感器获取土壤湿度信息，数模转换器ADC0832接收土壤湿度传感器传出的模拟信号，将模拟信号转换为数字信号传入单片机中。

2.2.1.2水泵驱动电路

若土壤湿度小于所设定的额度下限，那么单片机P1.7引脚输出低电平，使继电器闭合，直到土壤湿度大于额度上限时，P1.7管脚输出高电平，继电器断开，二极管熄灭。

三极管在单片机电路中作为开关器件。单片机输出低电平时，三极管处于放大区，集电极输出放大电流，发光二极管导通，形成闭合回路，继电器闭合；单片机输出高电平时，三极管处于截止区，发光二极管所处的电路断电，继电器断开。

当土壤湿度低于阈值下限时，单片输出低电平，三极管导通，进而单片机对继电器的驱动，继电器闭合。与此同时，继电器的闭合驱动水泵的工作，水泵开启、抽水，实现自动抽水。

2.2.2缺水报警

水位传感器采用非接触式液位传感器，将其固定在水箱的外部。

2.2.2.1液位信号接收电路

当液面高于水位传感器时，液位传感器输出为高电平；当水位传感器检测到液面低于它时，液位传感器输出为低电平。单片机通过P2.0口接受液位传感器发送的液位信号。

2.2.2.2红外感应电路

当有人经过红外传感器时，传感器输出为高电平，否则为低电平，单片机通过P2.2接口接受红外传感器信号。

2.2.2.3蜂鸣器报警电路

当P2.0为低电平，P2.2为高电平时，即缺水有人经过时，蜂鸣器报警，几秒后蜂鸣器自动关闭，延时几秒后，若仍是缺水有人，继续重复以上步骤。

3软件设计

整个系统操作操作方法为当开启系统后进入主函数，初始化函数变量及初始化传感器模块，进入按键扫描函数，通过按键选择系统的工作模式，在自动控制模式下，调用土壤/空气湿度数据采集函数，采集当前土壤/空气湿度值，利用数据处理程序对湿度值进行分析，当湿度值小于预设值时，进入电机驱动函数，开启相应模块功能。

4总结

本系统实现了软硬件结合，通过阈值设置的方法，基于单片机实现了花卉自动浇水和花卉生长环境保湿技术，如此同时，添加报警电路实现水箱缺水智能报警的功能，增加了花卉培育的便捷程度以及花卉的成活率。

作者简介：

李一可，生于1998年8月，汉族，河北唐山人，本科在读，微电子方向。