CN104855245A - 智能灌溉监控节点 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能灌溉监控节点，是一款具有自动浇花、节水的新型灌溉节点设备，其中包括控制处理器、土壤湿度采集器、LCD液晶显示屏、控制选择按键、自吸水泵和电磁阀控制电路及自带水箱等。灌溉节点体积小巧，安装方便，使用简单。有自主灌溉浇花和定时浇花2种工作模式，还可以进行多余水分循环利用的功能，达到低碳节水的目的。

Description

智能灌溉监控节点

技术领域

本发明涉及STC89C52RC单片机的使用、LCD12864液晶显示屏、FC—28土壤湿度传感器、545自吸水泵控制电路。本系统为基于STC89C5单片机的智能灌溉监控节点，解决了人们由于工作等原因无法为花卉按时浇水的问题，通过对花卉土壤温湿度的判断，及时进行浇水，既节约了水资源又让植物更好生长。系统采用两种模式，第一种是自动模式（默认）：土壤传感器采集土壤湿度，当低于一定湿度值自动打开自吸水泵，进行浇水（喷水一分钟），大于一定湿度值自吸水泵关闭；第二种是定时模式：用户设定时间，以1分钟为单位，每隔一段时间浇水一分钟。还通过LCD12864液晶显示屏直观显示自吸水泵状态和用户所选模式的定时时间，操作起来快捷方便。利用水箱通过过滤网收集花盆多余的水，进行再回收利用，节约水资源。

背景技术

现代生活中，随着人们生活水平的提高，人们对花卉、树木等绿色植物的喜爱的程度越来越高、种植范围和种类也变得丰富多彩，然而以前对花木的浇灌、施肥等工作都需要靠人工来实现，由于现代生活节奏的加快，人们往往忙于工作而不能及时地为花卉补充水分及养料等，或者由于放假回家而将花放在办公室等处没人管理导致花木枯死。水是植物生存、生长的最基本需要，因此，设计一种能够在无人管理情况下的自动控制浇花系统，能够有效的防止花木在上述情况下的枯死。 

水在我们的生命中起着重要的作用，它是生命的源泉，是人类赖以生存和发展的不可缺少的最重要的物质资源之一。人的生命一刻也离不开水，水是人生命中需要最主要的物质。同样，对于地球上其它的生命体来说，水也是一样的重要。它是生物体内化学反应的介质，没有水，养料不能被吸收；氧气不能运到所需部位；养料和激素也不能到达它的作用部位；废物不能排除，新陈代谢将停止，生命将完结。在地球上，哪里有水，哪里才有生命。一切生命活动都是起源于水的。

发明内容

当今社会，科学技术飞速发展，半自动化、自动化和智能化的各种装置、设备和系统渐渐地融入到人们的生活中。让我们喜爱并且种植了的植物，在我们无暇管理的时候，使得为植物补充充足的水分成为了可能。这其中就涉及到人类发明的自动控制系统。 

一整套的自动控制系统，可能会用到很多领域的不同器件，但是，在众多自动控制系统器件中，控制核心却是其最基本、最重要和最具有决定性的，所以，人们在一直不断地开发更准、更快、更全面、更智能化的控制核心。单片机，就是在这样一种情况下被发明出来的，并且逐渐得到了广泛应用。 

当然，单片机也用到了我们上述所提到的自动控制浇花系统中去。因此，当我们不在喜爱的花木身边时，自动控制浇花系统也能让它们喝到充足的水，健康地生长。 

单片机因体积小、质量轻、价格便宜等优点已经广泛地应用在我们日常的生产和生活当中。它能通过编写的程序实现高智能、高效率、高可靠性地任务完整执行。 本系统是一个采用的是以STC89C52单片机为核心的微控制浇水系统。系统主要实现的功能有定时自动浇水功能及能够根据实际情况设定浇水模式。本系统会将以上述为思路、以单片机为控制核心，为我们呈现出一个持续地、定时地、有效地为花木浇水的方案，为我们解决无人管理情况下花木枯死的尴尬情况。

另一方面，经济和科技向低碳方向转变的需要，人们也在尝试着将低碳、环保的理念融入到自动控制系统中，以达到更好地为我们服务。本系统利用水箱通过过滤网收集花盆多余的水，进行再回收利用，已达到节约水资源的目的。

具体实施方式

系统先通过FC—28土壤湿度传感器对土壤的湿度进行检测，之后通过单片机进行信息处理，进而控制水泵电源的通断，完成按需按量的浇花工作。

由于花的种类和生活习性不同，浇花时应适时适量，按需浇水，为此，我们为用户设计了两种灌溉模式，可事先根据实际情况进行设置。

第一种是自动模式（默认）： 湿度控制浇花方式 

     土壤传感器采集土壤湿度，设置单片机1个引脚为低电平，湿度传感器检测湿度，传送给单片机芯片，当检测到湿度不够时，单片机这个引脚就变为高电平，把继电器吸合，常开触点闭合，使得电磁阀线圈得电，此时电磁阀门有闭合变成断开，水流经过，给花卉浇水（喷水一分钟），当采集到的湿度大于设定值时，自吸水泵关闭，停止浇水，从而控制浇水的时机及浇水量的多少。

第二种是定时模式：定时定量浇花方式

用户根据实际需求设定时间，以1分钟为单位（时间间隔可自己设定），每隔一段时间浇水一分钟。

具体硬件

安装了2个三位共阳数码管和1个两位共阳数码管，以显示时间和浇花时间的长短。按键控制时间调整和时间设置调整，并有一个按钮根据不同花卉所需水量的不同，设置浇花时间长短，在数码管上显示出来，DS1302芯片实现时间保持，断电时不影响时间。 

比如说，在这里可设定每天早上7点20分自动给花卉浇水，浇花时间为1分钟，到了早上的7点20分，单片机控制智能浇花器开始浇花，单片机p2．0引脚接继电器，继电器接电磁阀，电磁阀控制水流，到了7点20分，给单片机一个指令，setb 02．0，三级管导通，这样继电器线圈有电流经过，对应的常开触点闭合，使得电磁阀线圈得电，此时电磁阀门由闭合变成断开，水流经过，给花卉浇水，1分钟时间到，给单片机一个指令clr p2．0，这样单片机p2．0引脚输出低电平，三极管截止，继电器线圈没有电流经过，常开触点恢复为断开，电磁阀线圈失电，此时电磁阀门闭合，水流停止。这里的时间是显示在数码管上，通过按键控制，时间可调整，同时浇花的时间也可以通过按键设置，另外浇花时间的长短也可以通过按键调整。同时加入1302芯片，为了断电时不影响时间正常，防止每次断电后都要重新调整是时间。

    2先通过按键设定湿度，这里选用的湿度传感器是LTM8901湿度传感器，LTM8901是一款专门为用户设计自身产品而提供的数字化温湿度探头，其湿度测量量程为1％～99％RH，分辨率为0．5％RH，测量精度为±3．0％RH(典型值)；温度测量范围为-25～+60℃，分辨率为0．062 5℃，测量精度为±0．5℃；响应时间典型值为5 s；工作电压范围为4．5～5．5 V。LTM8901将测量结果直接输出为数字信号，通过“一线式总线”串行传送给单片机，不需要进行模数转换，减少了元件，简单方便。利用LTM8901湿度传感器检测到湿度，传送到单片机进行处理，湿度显示在数码管上，当湿度低于设定值时，给单片机一个指令，seth p2．0，继电器线圈有电流经过，对应的常开触点闭合，使电磁阀线圈得电，此时电磁阀门由闭合变成断开，进行浇花，当等于或高于设定值时，clr p2．0，继电器线圈失电，对应常开触点断开，电磁阀线圈失电，阀门闭合，水无法流过，停止浇花。

 当花盆内的湿度大于用户设定的某一固定值时，过滤网会自动工作，自吸水泵自动开始工作，继电器接电磁阀，电磁阀控制水流，给单片机一个指令，三级管导通，这样继电器线圈有电流经过，对应的常开触点闭合，使得电磁阀线圈得电，此时电磁阀门由闭合变成断开，将花盆中多余的水吸收出来，并引到水箱中，以实现水的循环利用。当湿度低于最高限度时，单片机会得到指令使得自吸水泵自动停止，继电器线圈没有电流经过，常开触点恢复为断开，电磁阀线圈失电，此时电磁阀门闭合。

Claims (5)

1.本系统采用FC—28土壤湿度传感器对土壤进行实时监测，及时采集土壤信息。

2.本系统设计两种灌溉模式，使用起来便捷高效。

3.第一种：自动模式（默认），土壤传感器采集土壤湿度，当低于一定湿度值自动打开自吸水泵，进行浇水（喷水一分钟），大于一定湿度值自吸水泵关闭；第二种：定时模式，用户设定时间，以（1分钟）为单位，每隔一段时间浇水一分钟。

4.本系统可通过12864液晶显示屏直观显示自吸水泵状态和用户所选模式的定时时间，操作起来快捷方便。

5.本系统可利用水箱通过过滤网收集花盆多余的水，进行再回收利用，节约水资源。