智能灌溉監(jiān)控節(jié)點(diǎn)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及STC89C52RC單片機(jī)的使用、IXD12864液晶顯示屏、FC — 28 土壤濕度傳感器、545自吸水泵控制電路。本系統(tǒng)為基于STC89C5單片機(jī)的智能灌溉監(jiān)控節(jié)點(diǎn)，解決了人們由于工作等原因無法為花卉按時(shí)澆水的問題，通過對(duì)花卉土壤溫濕度的判斷，及時(shí)進(jìn)行澆水，既節(jié)約了水資源又讓植物更好生長(zhǎng)。系統(tǒng)采用兩種模式，第一種是自動(dòng)模式(默認(rèn)):土壤傳感器采集土壤濕度，當(dāng)?shù)陀谝欢穸戎底詣?dòng)打開自吸水泵，進(jìn)行澆水(噴水一分鐘)，大于一定濕度值自吸水泵關(guān)閉；第二種是定時(shí)模式:用戶設(shè)定時(shí)間，以I分鐘為單位，每隔一段時(shí)間澆水一分鐘。還通過IXD12864液晶顯示屏直觀顯示自吸水泵狀態(tài)和用戶所選模式的定時(shí)時(shí)間，操作起來快捷方便。利用水箱通過過濾網(wǎng)收集花盆多余的水，進(jìn)行再回收利用，節(jié)約水資源。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)代生活中，隨著人們生活水平的提高，人們對(duì)花卉、樹木等綠色植物的喜愛的程度越來越高、種植范圍和種類也變得豐富多彩，然而以前對(duì)花木的澆灌、施肥等工作都需要靠人工來實(shí)現(xiàn)，由于現(xiàn)代生活節(jié)奏的加快，人們往往忙于工作而不能及時(shí)地為花卉補(bǔ)充水分及養(yǎng)料等，或者由于放假回家而將花放在辦公室等處沒人管理導(dǎo)致花木枯死。水是植物生存、生長(zhǎng)的最基本需要，因此，設(shè)計(jì)一種能夠在無人管理情況下的自動(dòng)控制澆花系統(tǒng)，能夠有效的防止花木在上述情況下的枯死。
[0003]水在我們的生命中起著重要的作用，它是生命的源泉，是人類賴以生存和發(fā)展的不可缺少的最重要的物質(zhì)資源之一。人的生命一刻也離不開水，水是人生命中需要最主要的物質(zhì)。同樣，對(duì)于地球上其它的生命體來說，水也是一樣的重要。它是生物體內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的介質(zhì)，沒有水，養(yǎng)料不能被吸收；氧氣不能運(yùn)到所需部位；養(yǎng)料和激素也不能到達(dá)它的作用部位；廢物不能排除，新陳代謝將停止，生命將完結(jié)。在地球上，哪里有水，哪里才有生命。一切生命活動(dòng)都是起源于水的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]當(dāng)今社會(huì)，科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展，半自動(dòng)化、自動(dòng)化和智能化的各種裝置、設(shè)備和系統(tǒng)漸漸地融入到人們的生活中。讓我們喜愛并且種植了的植物，在我們無暇管理的時(shí)候，使得為植物補(bǔ)充充足的水分成為了可能。這其中就涉及到人類發(fā)明的自動(dòng)控制系統(tǒng)。
[0005]一整套的自動(dòng)控制系統(tǒng)，可能會(huì)用到很多領(lǐng)域的不同器件，但是，在眾多自動(dòng)控制系統(tǒng)器件中，控制核心卻是其最基本、最重要和最具有決定性的，所以，人們?cè)谝恢辈粩嗟亻_發(fā)更準(zhǔn)、更快、更全面、更智能化的控制核心。單片機(jī)，就是在這樣一種情況下被發(fā)明出來的，并且逐漸得到了廣泛應(yīng)用。
[0006]當(dāng)然，單片機(jī)也用到了我們上述所提到的自動(dòng)控制澆花系統(tǒng)中去。因此，當(dāng)我們不在喜愛的花木身邊時(shí)，自動(dòng)控制澆花系統(tǒng)也能讓它們喝到充足的水，健康地生長(zhǎng)。
[0007]單片機(jī)因體積小、質(zhì)量輕、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)已經(jīng)廣泛地應(yīng)用在我們?nèi)粘５纳a(chǎn)和生活當(dāng)中。它能通過編寫的程序?qū)崿F(xiàn)高智能、高效率、高可靠性地任務(wù)完整執(zhí)行。本系統(tǒng)是一個(gè)采用的是以STC89C52單片機(jī)為核心的微控制澆水系統(tǒng)。系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)的功能有定時(shí)自動(dòng)澆水功能及能夠根據(jù)實(shí)際情況設(shè)定澆水模式。本系統(tǒng)會(huì)將以上述為思路、以單片機(jī)為控制核心，為我們呈現(xiàn)出一個(gè)持續(xù)地、定時(shí)地、有效地為花木澆水的方案，為我們解決無人管理情況下花木枯死的尷尬情況。
[0008]另一方面，經(jīng)濟(jì)和科技向低碳方向轉(zhuǎn)變的需要，人們也在嘗試著將低碳、環(huán)保的理念融入到自動(dòng)控制系統(tǒng)中，以達(dá)到更好地為我們服務(wù)。本系統(tǒng)利用水箱通過過濾網(wǎng)收集花盆多余的水，進(jìn)行再回收利用，已達(dá)到節(jié)約水資源的目的。
【具體實(shí)施方式】
[0009]系統(tǒng)先通過FC — 28 土壤濕度傳感器對(duì)土壤的濕度進(jìn)行檢測(cè)，之后通過單片機(jī)進(jìn)行信息處理，進(jìn)而控制水泵電源的通斷，完成按需按量的澆花工作。
[0010]由于花的種類和生活習(xí)性不同，澆花時(shí)應(yīng)適時(shí)適量，按需澆水，為此，我們?yōu)橛脩粼O(shè)計(jì)了兩種灌溉模式，可事先根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)置。
[0011]第一種是自動(dòng)模式(默認(rèn)):濕度控制澆花方式
土壤傳感器采集土壤濕度，設(shè)置單片機(jī)I個(gè)引腳為低電平，濕度傳感器檢測(cè)濕度，傳送給單片機(jī)芯片，當(dāng)檢測(cè)到濕度不夠時(shí)，單片機(jī)這個(gè)引腳就變?yōu)楦唠娖?，把繼電器吸合，常開觸點(diǎn)閉合，使得電磁閥線圈得電，此時(shí)電磁閥門有閉合變成斷開，水流經(jīng)過，給花卉澆水(噴水一分鐘)，當(dāng)采集到的濕度大于設(shè)定值時(shí)，自吸水泵關(guān)閉，停止?jié)菜?，從而控制澆水的時(shí)機(jī)及澆水量的多少。
[0012]第二種是定時(shí)模式:定時(shí)定量澆花方式
用戶根據(jù)實(shí)際需求設(shè)定時(shí)間，以I分鐘為單位(時(shí)間間隔可自己設(shè)定)，每隔一段時(shí)間澆水一分鐘。
[0013]具體硬件
安裝了 2個(gè)三位共陽(yáng)數(shù)碼管和I個(gè)兩位共陽(yáng)數(shù)碼管，以顯示時(shí)間和澆花時(shí)間的長(zhǎng)短。按鍵控制時(shí)間調(diào)整和時(shí)間設(shè)置調(diào)整，并有一個(gè)按鈕根據(jù)不同花卉所需水量的不同，設(shè)置澆花時(shí)間長(zhǎng)短，在數(shù)碼管上顯示出來，DS1302芯片實(shí)現(xiàn)時(shí)間保持，斷電時(shí)不影響時(shí)間。
[0014]比如說，在這里可設(shè)定每天早上7點(diǎn)20分自動(dòng)給花卉澆水，澆花時(shí)間為I分鐘，到了早上的7點(diǎn)20分，單片機(jī)控制智能澆花器開始澆花，單片機(jī)p2.0引腳接繼電器，繼電器接電磁閥，電磁閥控制水流，到了 7點(diǎn)20分，給單片機(jī)一個(gè)指令，setb 02.0，三級(jí)管導(dǎo)通，這樣繼電器線圈有電流經(jīng)過，對(duì)應(yīng)的常開觸點(diǎn)閉合，使得電磁閥線圈得電，此時(shí)電磁閥門由閉合變成斷開，水流經(jīng)過，給花丼燒水，I分鐘時(shí)間到，給單片機(jī)一個(gè)指令clr p2.0,這樣單片機(jī)p2.0引腳輸出低電平，三極管截止，繼電器線圈沒有電流經(jīng)過，常開觸點(diǎn)恢復(fù)為斷開，電磁閥線圈失電，此時(shí)電磁閥門閉合，水流停止。這里的時(shí)間是顯示在數(shù)碼管上，通過按鍵控制，時(shí)間可調(diào)整，同時(shí)澆花的時(shí)間也可以通過按鍵設(shè)置，另外澆花時(shí)間的長(zhǎng)短也可以通過按鍵調(diào)整。同時(shí)加入1302芯片，為了斷電時(shí)不影響時(shí)間正常，防止每次斷電后都要重新調(diào)整是時(shí)間。
[0015]2先通過按鍵設(shè)定濕度，這里選用的濕度傳感器是LTM8901濕度傳感器，LTM8901是一款專門為用戶設(shè)計(jì)自身產(chǎn)品而提供的數(shù)字化溫濕度探頭，其濕度測(cè)量量程為1%?99%RH，分辨率為0.5% RH，測(cè)量精度為±3.0% RH(典型值)；溫度測(cè)量范圍為-25?+60°C，分辨率為0.062 5°C，測(cè)量精度為±0.5°C;響應(yīng)時(shí)間典型值為5 s;工作電壓范圍為4.5?5.5 V。LTM8901將測(cè)量結(jié)果直接輸出為數(shù)字信號(hào)，通過“一線式總線”串行傳送給單片機(jī)，不需要進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，減少了元件，簡(jiǎn)單方便。利用LTM8901濕度傳感器檢測(cè)到濕度，傳送到單片機(jī)進(jìn)行處理，濕度顯示在數(shù)碼管上，當(dāng)濕度低于設(shè)定值時(shí)，給單片機(jī)一個(gè)指令，seth p2.0，繼電器線圈有電流經(jīng)過，對(duì)應(yīng)的常開觸點(diǎn)閉合，使電磁閥線圈得電，此時(shí)電磁閥門由閉合變成斷開，進(jìn)行澆花，當(dāng)?shù)扔诨蚋哂谠O(shè)定值時(shí)，clr p2.0，繼電器線圈失電，對(duì)應(yīng)常開觸點(diǎn)斷開，電磁閥線圈失電，閥門閉合，水無法流過，停止?jié)不ā?br>[0016]當(dāng)花盆內(nèi)的濕度大于用戶設(shè)定的某一固定值時(shí)，過濾網(wǎng)會(huì)自動(dòng)工作，自吸水泵自動(dòng)開始工作，繼電器接電磁閥，電磁閥控制水流，給單片機(jī)一個(gè)指令，三級(jí)管導(dǎo)通，這樣繼電器線圈有電流經(jīng)過，對(duì)應(yīng)的常開觸點(diǎn)閉合，使得電磁閥線圈得電，此時(shí)電磁閥門由閉合變成斷開，將花盆中多余的水吸收出來，并引到水箱中，以實(shí)現(xiàn)水的循環(huán)利用。當(dāng)濕度低于最高限度時(shí)，單片機(jī)會(huì)得到指令使得自吸水泵自動(dòng)停止，繼電器線圈沒有電流經(jīng)過，常開觸點(diǎn)恢復(fù)為斷開，電磁閥線圈失電，此時(shí)電磁閥門閉合。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.本系統(tǒng)采用FC— 28 土壤濕度傳感器對(duì)土壤進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，及時(shí)采集土壤信息。
2.本系統(tǒng)設(shè)計(jì)兩種灌溉模式，使用起來便捷高效。
3.第一種:自動(dòng)模式(默認(rèn))，土壤傳感器采集土壤濕度，當(dāng)?shù)陀谝欢穸戎底詣?dòng)打開自吸水泵，進(jìn)行澆水(噴水一分鐘)，大于一定濕度值自吸水泵關(guān)閉；第二種:定時(shí)模式，用戶設(shè)定時(shí)間，以(I分鐘)為單位，每隔一段時(shí)間燒水一分鐘。
4.本系統(tǒng)可通過12864液晶顯示屏直觀顯示自吸水泵狀態(tài)和用戶所選模式的定時(shí)時(shí)間，操作起來快捷方便。
5.本系統(tǒng)可利用水箱通過過濾網(wǎng)收集花盆多余的水，進(jìn)行再回收利用，節(jié)約水資源。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種智能灌溉監(jiān)控節(jié)點(diǎn)，是一款具有自動(dòng)澆花、節(jié)水的新型灌溉節(jié)點(diǎn)設(shè)備，其中包括控制處理器、土壤濕度采集器、LCD液晶顯示屏、控制選擇按鍵、自吸水泵和電磁閥控制電路及自帶水箱等。灌溉節(jié)點(diǎn)體積小巧，安裝方便，使用簡(jiǎn)單。有自主灌溉澆花和定時(shí)澆花2種工作模式，還可以進(jìn)行多余水分循環(huán)利用的功能，達(dá)到低碳節(jié)水的目的。
【IPC分類】A01G25-16, A01G27-00
【公開號(hào)】CN104855245
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410059524
【發(fā)明人】郭鋒, 劉夫江, 劉威
【申請(qǐng)人】臨沂大學(xué)
【公開日】2015年8月26日
【申請(qǐng)日】2014年2月21日