智能浇花系统的设计与实现

何伟

摘要：在单片机运用趋于成熟和社会节奏加快的社会背景下，绿植种养已成为减压的必备方法。但是种养绿植困难的问题也越来越影响人们的体验。所以，本文探讨了目前已有的解决办法提出了，根据土壤湿度和绿植标准湿度阈值对比的情况，利用湿度传感器等硬件，达到自动浇水的目的。研究解决人们种养绿植困难的问题，增加种养绿植的趣味性。

关键词：单片机 绿植种养 湿度阈值 自动浇水

1研究背景

进入21世纪以来人们的生活水平和工作环境发生着巨大的变化，生活节奏不断加快，压力也越来越大。随着国内居民消費水平和生活质量的提高，越来越多的人们开始向往更加悠然自得的生活方式。越来越多的人们喜爱种植绿植，不仅因为绿植可以美化环境，还能愉悦人们的心情，缓解压力。但是往往人们由于忙于工作、学习而忘记及时地为绿色植物补充水分及养料，或者由于节假日外出游玩，绿植没人管理而导致枯死所以对于忙于应对现今快节奏的生活和工作状态，而又种植着花卉等盆栽植物的人们来说，设计一种可以在短期内无人管理的情况下自动工作的智能浇花系统显得尤为重要。

2项目的主要研究内容

2.1数据收集

为了得到更为准确合理的数据，我们对市面上较受欢迎的一些绿檀进行数据统计。以控制变量法为测试基础，第一步，将不同绿植种类作为变量，选取相同生长情况的绿植，放置在温度适宜的地方进行观察，尽量保证绿植不受无关变量的影响。然后，为每个不同种类绿植的浇花系统设置好预设的浇水阈值。再定期测量土壤湿度是否满足该绿植正常生长的条件，尽可能多组测试，以尽可能的减少环境误差。从而得到适合大多数绿植生长的土壤湿度范围。第二步为了得到每种绿植具体的湿度阈值范围，将第一步中得到的浇水阈值范围作为变量，对同一种绿植进行测试，用多组同类绿植进行测试，观察其生长情况，进行对比分析。得到该绿植最佳土壤湿度和对应的浇水阈值。最终得到不同品种的绿檀所对应的最佳土壤湿度。最后将得到的数据与花卉市场网络数据进行对比，对比后进行更加有针对性的对比培育。进一步矫正数据，从而得到不同种类绿植更为精确的湿度阈值。为后面硬件编程和设计奠定数据基础。

2.2系统硬件部分

2.2.1土壤湿度获取

我们首先利用土壤湿度传感器来检测绿植土壤的水分含量，当结果显示土壤缺水时，湿度传感器显示值将会变小，然后当土壤水分含量大于提前设置的阈值后，传感器显示值将变大。接着，使用A/D转换器读取输出值，进行数据分析后，然后传送给单片机，单片机根据数值大小来判断是否该浇水。

传感器是一种输出装置，其原理是将采集到的信息转换为有用电信号信号。再由内置敏感元件、转换元件和相对应的电子电路共同组成的。在使用时被测试的湿度会直接触发它的响应。同时产生可用信号的输出，实现信号的传递。当土壤的湿度发生改变时，相应的电阻值也会随之改变，电阻值的边界一般是O欧-1OK欧。同时当电阻值发生改变时时，系统电路的输出电压也会随之发生改变。所以当变调电阻的大小发生改变时，便可以得到与之对应的电压值，从而实现电路的需求。我们采用的土壤湿度传感器的测量边界为O-IOO%RH，它主要拥有功耗较低、响应时间较短的优点。

2.2.2水泵控制

在自动浇水模块，我们采用电磁式继电器控制开关。电磁继电器由控制线圈、铁心、电枢和接触簧片组成。继电器线圈工作时，会增加额定电压，产生电流。然后电流会产生电磁效应。电磁力将吸收电枢，电枢的动触点和静触点将吸收和作用。当线圈失电时，电磁力消失，电枢在弹簧的作用下回到原来的非带电位置，松开并切断。按照上述的电磁继电器的原理，实际上它起到了一个类似开关的作用。它能与电路配合，达到预期的效果，其控制精度和灵活性更可靠。继电器作为开关，需要一个三极管和单片机的相关接口相连，当引脚被置高电平的时候，继电器工作驱动水泵灌溉。

3总结

本次实现的智能浇花系统，在功能上解决了现如今用户种养绿植的难题。智能浇花系统灵活可靠，操作简单，同时为用户的绿植提供最合理的生长环境。跟传统的浇花方式相比，智能浇花系统不仅解放用户双手，也提高了用户体验度和增加种养绿植的趣味性，让人们在工作学习的闲暇之际也能够愉悦心情。