基于单片机的自动浇花器设计开题报告

1. 研究目的与意义

随着社会经济的发展，人们对生活质量要求也越来越高，养点花放在在家里或者办公室来陶冶情操或者美化环境。同时，花可以通过光合作用来改善室内空气，有花的地方空气中的负氧离子较多就变成了人工的“氧吧”，而且一些花还可以吸收室内的有害气体。所以养花成了人们追求健康的标志之一。然而很多时候因所有者工作忙碌或者其他因素，这些植物并未得到及时的养护，研究发现在花草生长中有80%的问题来源于浇灌不当或者不及时，继而导致花儿长势不好，用来美化室内环境的花儿就变成了“鸡肋”。 20世纪70年代，微电子技术正处于发展阶段，科技的进步和人们生活水平的提高、生活节奏的加快也促使了相关需求实现的可能性，自动浇花器也随之诞生。

国内外均有自动浇花器的应用，大多数自动浇花器是利用虹吸原理，即利用渗透的方式浇花，这种方式浇花是连续的，不间断的，采用这种方式只能保证花不会干死，而不是花需要水时才进行浇灌，还有些自动浇花器，可以设定何时进行浇灌以及浇灌的量，与上一种方式相同，也不是花需要浇水时才进行浇灌，还有另外一些自动浇花器没采用单片机控制，利用湿度传感器采集湿度信息，需要浇灌水时自动浇灌但受水龙头位置的限制，且家庭花草一般种植在室内或者阳台，使用起来极其不方便。因此市场对于一个简单、实用并且价格合适的家庭智能浇花器有一定的需求。所以使得本课题设计的一种基于单片机的自动浇花器十分必要而且很有现实意义。

本课题设计的自动浇花器根据传感器定量浇花方式可以保证盆栽的水量需求，把低碳、环保的理念融入到其中，能够节约水资源。并且本课题的设计中包含信号检测与控制、方案实施、电路设计制作以及调试等具体的工作，能够对四年来所学有一个较好的总结和综合应用，对设计者的能力的提升也有一定的帮助。达到举一反三，学以致用的目的。

2. 研究内容与预期目标

研究内容：

设计一个基于单片机自动浇花器，实现浇花器在特点环境下按照设定的规则进行养护对象进行的浇水和施肥功能；该系统应包括：环境状态检定单元（包括湿度、温度、养分等）、单片机匹配控制单元、执行单元、lcd显示单元；完成的功能：湿度、温度、速度、位置及养分等的数据采集、显示、运算处理、按需要控制输出量；电路原理图和硬件电路图设计；软件编程及功能调试。

预期目标：

3. 研究方法与步骤

自动浇花的硬件系统如图1 所示，当单片机启动之后，温度模块和湿度模块开始检测，湿度模块通过数模转换装置,将模拟量转换成数字量而温度模块直接产生数字量传输给微处理器，通过编译的算法将8位二进制数转化成可以读取的温度和湿度信息，再通过一系列指令之后，结果将显示在lcd液晶显示模块上，当其中一盆花的某些指标不达到要求时单片机就通过驱动模块来驱动步进电机到达指定位置同时控制继电器打开水泵开始自动浇水或营养液。

自动浇花的软件系统的流程如图2所示，上电初始化微处理器之后，温湿度传感器开始检测相关信号并实时传送给单片机，并在液晶显示屏上实时显示当前的温度和湿度和养分值，同时单片机通过和预设的值进行比较来判断是否需浇水或营养液，如果达标则继续检测，未达标则驱动步进电机进行定位并驱动水泵电路来浇花。

4. 参考文献

[1] 单片机原理及应用，张洪润，孙悦等著.清华大学出版社.2008

[2] 系统建模与仿真，张晓华主编. 清华大学出版社.2006

[3] 步进电机应用技术，坂本正文著.科学出版社.2010

5. 工作计划

（2）2022.3.13—2022.3.19硬件功能分析，熟悉mcs-51系统指令及编程语言；

（3）2022.3.20—2022.4.23设计电路原理图、编制应用程序；

（4）2022.4.24—2022.5.7系统调试及改进；