CN103914944A - 一种基于单片机的家用花卉种植监控报警系统 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种基于单片机的家用花卉种植监控报警系统，其特点是：单片机电路分别与语音提示电路、实时时钟电路、温湿度传感器电路、存储器电路、键盘输入电路和液晶显示电路电连接，它有时间显示和定时功能，可以根据设定时间进行浇水施肥等语音提醒；有室内温度、湿度参数检测和显示功能，可以根据不同花卉品种进行温湿度语音提醒；有较大存储容量，可存储多种花卉种植常识数据，用户可进行查阅和学习，还可以对存储的数据进行修改设定。具有体积小，成本低，使用方便，智能化程度高，能够对多品种花卉科学规范种植进行自动控制，利于花卉生长等优点，具有较好的市场推广前景。
Description
技术领域
本发明涉及信号装置技术领域，是一种基于单片机的家用花卉种植监控报警系统。
背景技术
目前随着人们生活水平的提高，越来越多的家庭喜欢种植花卉来陶冶身心，种植花卉不但可以缓解人们工作上的压力，增加生活乐趣。大部分花还可以吸收二氧化碳气，产生氧气改善室内空气质量，还有些花卉吸收甲醛、苯等有毒气体，有益人们身体健康。但是经常出现爱好者因为种植经验技术不足，对种植环境温湿度信息不能及时了解，花卉种植品种多管理任务繁琐等原因，导致花卉养不好甚至养死的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种体积小，成本低，使用方便，智能化程度高，能够对多品种花卉科学规范种植进行自动控制，利于花卉生长的基于单片机的家用花卉种植监控报警系统。
实现上述目的采用的技术方案是，一种基于单片机的家用花卉种植监控报警系统，它包括供电电路1，其特征是，还包括：单片机电路2、温湿度传感器电路3、实时时钟电路4、键盘输入电路5、液晶显示电路6、非易失性存储器电路7和语音电路8，所述的单片机电路2分别与温湿度传感器电路3、实时时钟电路4、键盘输入电路5、液晶显示电路6、非易失性存储器电路7和语音电路8电连接。
所述单片机电路2为控制核心部件，包括单片机采用型号AT89C52芯片、复位电路、晶振电路和报警指示灯电路，复位电路连接单片机AT89C52的RST引脚，晶振电路连接单片机AT89C52的XTAL1和XTAL2引脚，报警指示灯电路连接单片机AT89C52的P3.3引脚。
所述温湿度传感器电路3采用型号SHT11芯片，将其串行时钟输入SCK与单片机AT89C52的P1.6引脚相连，双向串行数据线DATA与单片机AT89C52的P1.7引脚相连，并把DATA数据线串联一个4.7K欧姆上拉电阻接5V电源，完成接口电路连接，实现I2C总线串行数据通信。
所述实时时钟电路4采用型号DS1302芯片，将其串行时钟输入SCLK与单片机AT89C52的P2.0引脚相连，数据输入/输出I/O与单片机AT89C52的P2.1引脚相连，复位线RST与单片机AT89C52的P2.2引脚相连，完成接口电路连接，实现串行数据通信。
所述键盘输入电路5采用独立式按键形式，4个按键分别与单片机AT89C52的4个引脚P1.0~P1.3相连接。
所述液晶显示电路6采用型号LCD12864显示屏12， 将其数据/指令选择线RS与单片机AT89C52的P2.3引脚相连，读/写选择线R/W与单片机AT89C52的P2.4引脚相连，使能信号E与单片机AT89C52的P2.5引脚相连，完成控制线的连接，8位数字总线DB0~DB7采用并行方式与单片机AT89C52的P0端口相连，进行数据通信。
所述非易失性存储器电路7采用型号AT24C02芯片，将其串行时钟输入SCK与单片机AT89C52的P1.4引脚相连，双向串行数据线SDA与单片机AT89C52的P1.5引脚相连，完成I2C总线接口电路连接，实现串行数据通信。
所述语音电路8采用型号WT588D语音模块，将数据传输线P01与单片机AT89C52的P3.5引脚相连，片选线P02与单片机AT89C52的P3.6引脚相连，串行时钟输入P03与单片机AT89C52的P3.7引脚相连，完成接口电路连接，实现三线串行数据通信。
本发明一种基于单片机的家用花卉种植监控报警系统，它有时间显示和定时功能，可以根据设定时间进行浇水施肥等语音提醒；有室内温度、湿度参数检测和显示功能，可以根据不同花卉品种进行温湿度语音提醒；有较大存储容量，可存储多种花卉种植常识数据，用户可进行查阅和学习，还可以对存储的数据进行修改设定。具有体积小，成本低，使用方便，智能化程度高，能够对多品种花卉科学规范种植进行自动控制，利于花卉生长等优点，具有较好的市场推广前景。
附图说明
图1是一种基于单片机的家用花卉种植监控报警系统的电路原理方框图。
图2是一种基于单片机的家用花卉种植监控报警系统的电路原理图。
图3是一种基于单片机的家用花卉种植监控报警系统的外形结构示意图。
图中： 1 供电电路、2单片机电路、3温湿度传感器电路、4 实时时钟电路、5键盘输入电路、6 液晶显示电路、7非易失性存储器电路、8语音模块电路、9 外壳、10 扬声器、11电源开关、12液晶显示屏、13按键、14 报警指示灯、15电源指示灯。
具体实施方式
下面参照附图描述本发明的优选实施方案。在不背离本发明的情况下，本发明可以在各个不同的方面进行改变，因此附图和描述本质上是示例性的，而不是限制性的。
参照图1，一种基于单片机的家用花卉种植监控报警系统包括：由供电电路1提供电能的单片机电路2、温湿度传感器电路3、实时时钟电路4、键盘输入电路5、液晶显示电路6、非易失性存储器电路7和语音电路8。所述的单片机电路2分别与温湿度传感器电路3、实时时钟电路4、键盘输入电路5、液晶显示电路6、非易失性存储器电路7和语音电路8电连接。供电电路1提供正5V和正3.3V电源。单片机电路2为控制核心，各种控制参数的设置、保存、显示，温湿度信号的采集和处理，控制指令的传输和执行都需要单片机电路2的参与。温湿度传感器电路3实时监测室内温度、湿度参数，这些参数值会送入单片机电路2中进行处理。实时时钟电路4可以提供秒、分、时、日、月、年等信息给单片机电路2作为时间基准。各种信息的查询和参数设置可以通过键盘输入电路5进行，单片机电路2会定期去扫描按键，查询按键状态，进行相应按键操作处理，如时间参数调整和定时等操作。液晶显示电路6在单片机2的控制下可以实时显示时间、温度值、湿度值、报警信息、浇水施肥周期和花卉种植常识等文字和数字信息。非易失性存储器电路7可将设置的时间参数、花卉的各种数据存储起来，掉电不丢。语音电路8可以根据设置进行语音提醒操作。
参照图2，本发明一种基于单片机的家用花卉种植监控报警系统的供电电路1提供正5V和正3.3V电源，本实施例中是当电源开关11闭合，电池的6V电源滤波后送给三端集成稳压器7805，最后输出VCC即5V的直流电压，这是系统所需主电源。另外语音电路8中存储芯片25P16是2.8V~3.6V供电，需要把5V电源串接两个二极管IN4001提供工作电压。电源指示灯15亮指示系统上电。
本实施例中单片机电路2采用ATMEL公司的低电平、高性能CMOS 8位单片机芯片AT89C52，它带8K字节FLASH存储器，不需要外部扩展程序存储器可简化电路设计。还有 128字节内部RAM，32 个I/O 口线，两个16位定时/计数器，一个5向量两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内振荡器及时钟电路，支持空闲/掉电两种节电工作模式。单片机电路2中单片机AT89C52需要外接复位电路和晶振电路才能正常工作。复位电路采用给10uF电解电容充电实现给RST引脚一个短的高电平信号。晶振电路是采用外接12MHz晶振，电容为30pF陶瓷电容，起到频率微调作用。单片机电路2的报警指示灯14是发光二极管阳极串联电阻接5V电源，阴极接P3.3引脚，若P3.3引脚上是低电平时，发光二极管亮，提示有报警信息；若为高电平时，发光二极管灭，提示正常。
本实施例中温湿度传感器电路3采用瑞士Sensirion公司生产的单片全校准数字式相对湿度和温度传感器芯片SHT11。该传感器将温湿度传感器、信号放大调理、A／D转换、I2C总线接口全部集成于一芯片，具有数字式输出、免调试、免标定、免外围电路及全互换的特点。湿度值输出分辨率为14位，温度值输出分辨率为12位，并可编程为12位和8位。
本实施例中实时时钟电路4采用DALLAS公司的一种高性能、低功耗、带RAM的实时时钟芯片DS1302，通过三线接口与单片机相连进行串行数据传输。需要外接32.768kHz晶振，即可对年、月、日、周日、时、分、秒进行精确计时，还具有闰年补偿功能。主电源5V供电，掉电时还可自动切换到后备电源，即3V电池供电，继续提供准确时间。
本实施例中键盘输入电路5采用独立按键设计方法，按键输入采用低电平有效，10K欧姆上拉电阻的作用保证了按键断开时，I/O口线上确定的高电平。4个按键13的功能分别为：功能切换、向上、向下和返回，通过这4个按键的组合可实现各种功能的切换和参数设置。
本实施例中LCD显示电路6采用LCD12864液晶显示屏12，可同时显示128×64个字符，模块内带标准字库，外围电路简单，使用方便，可与单片机AT89C52进行8位并行数据传输。10K欧姆滑动变阻器主要起亮度也就是对比度的调整作用。LCD12864背光电源正极接5V电源，负极接三极管9012的集电极，9012的发射极接地，基极串联一个1K欧姆电阻接到AT89C52的P3.2引脚上。当P3.2引脚为高电平时，9012的基极为高电平，三极管导通，LCD12864的背光灯亮；当P3.2引脚为低电平时，三极管不导通，背光灯灭。
本实施例中非易失性存储器电路7采用美国Atmel公司生产的CMOS E2PROM芯片AT24C02，带I2C总线接口，容量为256×8位，可存储用户设置的各种参数，掉电不丢信息，使用方便。
本实施例中语音电路8采用广州唯创科技有限公司的语音芯片WT588D，它内嵌DSP高速音频处理器、13Bit/DA转换器，可实现DAC/PWM两种输出方式；支持多种控制模式；支持加载WAV音频格式；可通过专业上位机操作软件，随意组合语音，可插入静音，插入的静音不占用内存的容量，一个已加载语音可重复调用到多个地址；220段可控制地址位，单个地址位最多可加载128段语音，地址位内的语音可实现组合播放；语音播放停止马上进入休眠模式，芯片转为完全停止状态。本实施例中WT588D外挂16Mbit容量的SPI-Flash存储器芯片25P16，采用PWM输出可直接推动0.5W/8Ω扬声器10，采用三线串口控制方式与AT89C52相连，实现数据通信。
参照图3，本发明一种基于单片机的家用花卉种植监控报警系统具有外壳9，扬声器10和电源开关11位于外壳9的侧面，液晶显示屏12、四个功能按钮13、报警灯14和电源灯15均置于外壳9的前壳体上。
Claims (8)
1.一种基于单片机的家用花卉种植监控报警系统，它包括供电电路（1），其特征是，还包括单片机电路（2）、温湿度传感器电路（3）、实时时钟电路（4）、键盘输入电路（5）、液晶显示电路（6）、非易失性存储器电路（7）和语音电路（8），所述的单片机电路（2）分别与温湿度传感器电路（3）、实时时钟电路（4）、键盘输入电路（5）、液晶显示电路（6）、非易失性存储器电路（7）和语音电路（8）电连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于单片机的家用花卉种植监控报警系统，其特征是，所述单片机电路（2）为控制核心部件，包括单片机采用型号AT89C52芯片、复位电路、晶振电路和报警指示灯电路，复位电路连接单片机AT89C52的RST引脚，晶振电路连接单片机AT89C52的XTAL1和XTAL2引脚，报警指示灯电路连接单片机AT89C52的P3.3引脚。
3.根据权利要求1所述的一种基于单片机的家用花卉种植监控报警系统，其特征是，所述温湿度传感器电路（3）采用型号SHT11芯片，将其串行时钟输入SCK与单片机AT89C52的P1.6引脚相连，双向串行数据线DATA与单片机AT89C52的P1.7引脚相连，并把DATA数据线串联一个4.7K欧姆上拉电阻接5V电源，完成接口电路连接，实现I2C总线串行数据通信。
4.根据权利要求1所述的一种基于单片机的家用花卉种植监控报警系统，其特征是，所述实时时钟电路（4）采用型号DS1302芯片，将其串行时钟输入SCLK与单片机AT89C52的P2.0引脚相连，数据输入/输出I/O与单片机AT89C52的P2.1引脚相连，复位线RST与单片机AT89C52的P2.2引脚相连，完成接口电路连接，实现串行数据通信。
5.根据权利要求1所述的一种基于单片机的家用花卉种植监控报警系统，其特征是，所述键盘输入电路（5）采用独立式按键形式，4个按键分别与单片机AT89C52的4个引脚P1.0~P1.3相连接。
6.根据权利要求1所述的一种基于单片机的家用花卉种植监控报警系统，其特征是，所述液晶显示电路（6）采用型号LCD12864显示屏（12）， 将其数据/指令选择线RS与单片机AT89C52的P2.3引脚相连，读/写选择线R/W与单片机AT89C52的P2.4引脚相连，使能信号E与单片机AT89C52的P2.5引脚相连，完成控制线的连接，8位数字总线DB0~DB7采用并行方式与单片机AT89C52的P0端口相连，进行数据通信。
7.根据权利要求1所述的一种基于单片机的家用花卉种植监控报警系统，其特征是，所述非易失性存储器电路（7）采用型号AT24C02芯片，将其串行时钟输入SCK与单片机AT89C52的P1.4引脚相连，双向串行数据线SDA与单片机AT89C52的P1.5引脚相连，完成I2C总线接口电路连接，实现串行数据通信。
8.根据权利要求1所述的一种基于单片机的家用花卉种植监控报警系统，其特征是，所述语音电路（8）采用型号WT588D语音模块，将数据传输线P01与单片机AT89C52的P3.5引脚相连，片选线P02与单片机AT89C52的P3.6引脚相连，串行时钟输入P03与单片机AT89C52的P3.7引脚相连，完成接口电路连接，实现三线串行数据通信。
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