CN204860428U - 一种基于单片机的小型智能浇花系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种基于单片机的小型智能浇花系统，包括：湿度传感器、时钟芯片、单片机和电磁阀；所述湿度传感器将湿度信号传送给单片机；所述时钟芯片配置提供实时的时间信号，单片机获取湿度信号并读入时间信号，单片机响应于湿度信号低于预设下限值而输出电磁阀开启信号，单片机还响应于在设定的浇花时间范围内的时间信号而输出电磁阀开启信号，电磁阀根据电磁阀开启信号而开启控制浇花水泵进行浇花，在电磁阀开启的过程中单片机响应于湿度信号高于预设上限值而输出电磁阀关闭信号，电磁阀根据电磁阀关闭信号而开启控制浇花水泵停止浇花。本实用新型能够根据土壤湿度情况不定期自动进行浇花，还根据季节情况而调整浇花时间进行定期浇花。

Description

一种基于单片机的小型智能浇花系统

技术领域

本实用新型涉及自动化浇花技术领域，特别涉及一种基于单片机的小型智能浇花系统。

背景技术

盆花常被摆放在室内或室外用来起净化空气、装饰作用，但是人们往往照顾不力，研究表明花草80％以上的死亡是由于浇水不及时引起的，现有的自动浇花器，很难做到给盆花适时适量浇水，而且成本较高。花草作为生物，生命特征会随季节而产生变化，不给予适当的浇水，产生的养分将无法满足花草的生长需求，造成其枯槁萎靡，不但起不了净化装饰作用，反而影响室容，因此，我们希望设计能够自动浇花并且做到控制浇花适时适量的浇花系统，使家用小型盆花得到更独到的养护。

实用新型内容

本实用新型所要解决的目的是提供一种基于单片机的小型智能浇花系统，能够根据土壤湿度情况不定期自动进行浇花，并且还根据季节情况而调整浇花时间进行定期浇花，使盆花得到最适宜的浇灌，成本低。

为解决上述问题，本实用新型提出一种基于单片机的小型智能浇花系统，包括：湿度传感器、时钟芯片、单片机和电磁阀；所述湿度传感器埋置在花盆的土壤中，实时获取土壤的湿度而产生湿度信号，并将湿度信号传送给单片机；所述时钟芯片配置提供实时的时间信号，所述时间信号包括当下的月份和实时时间点；所述单片机获取湿度信号并读入时间信号，单片机内设有用于比对湿度信号的预设下限值和预设上限值，单片机响应于湿度信号低于预设下限值而输出电磁阀开启信号，单片机还响应于在设定的浇花时间范围内的时间信号而输出电磁阀开启信号，电磁阀根据电磁阀开启信号而开启控制浇花水泵进行浇花，在电磁阀开启的过程中单片机响应于湿度信号高于预设上限值而输出电磁阀关闭信号，电磁阀根据电磁阀关闭信号而开启控制浇花水泵停止浇花。

根据本实用新型的一个实施例，所述时钟芯片为型号DS1302的时钟芯片，将其时间信号配置为和北京时间同步。

根据本实用新型的一个实施例，所述单片机还响应于在设定的浇花时间范围内的时间信号而输出电磁阀开启信号包括：所述单片机接收到时钟芯片的时间信号中月份在3～5月之间、实时时间点在10点左右则输出电磁阀开启信号；或者，所述单片机接收到时钟芯片的时间信号中月份在6～8月之间、实时时间点在8点左右或18点左右则输出电磁阀开启信号；或者，所述单片机接收到时钟芯片的时间信号中月份在12～2月之间、实时时间点在13点左右则输出电磁阀开启信号。

根据本实用新型的一个实施例，所述单片机的型号为AT89C51，所述时钟芯片的RST脚连接到单片机的P2.5脚，所述时钟芯片的SCLK脚连接到单片机的P2.6脚，所述时钟芯片的I/O脚连接到单片机的P2.7脚，所述时钟芯片的X1脚和X2脚之间连接一晶振电路。

根据本实用新型的一个实施例，所述湿度传感器采用型号为SHT-11的温湿度传感器。

根据本实用新型的一个实施例，还包括连接单片机并用以显示湿度信号和时间信号的LCD显示器。

根据本实用新型的一个实施例，所述电磁阀采用常闭型的直动式电磁阀。

采用上述技术方案后，本实用新型相比现有技术具有以下有益效果：通过湿度传感器获取花盆土壤的湿度，并在单片机中设置了湿度值的上下限，当湿度值低于下限时，单片机便控制浇水，在浇水过程中湿度传感器实时地反馈花盆土壤的湿度情况，在湿度值高于上限时单片机控制停止浇水，不会造成浇水过量；并且，如果在当花盆土壤湿度已经低于下限的情况下再进行浇水，花草已经处于缺水或快缺水的状态了，长此以往会对花草产生不良影响，而本实用新型还通过一时钟芯片提供实时的月份和时刻，单片机根据当下时间判断是否需要浇水，从而可以根据季节不同调整浇水时间对花草进行定期浇水，该浇水过程湿度仍由湿度传感器监控，在湿度高于上限时停止浇水，花草不容易濒临缺水状态，能够得到适时适量的浇水。

附图说明

图1为本实用新型一个实施例的基于单片机的小型智能浇花系统的结构框图；

图2为本实用新型一个实施例的时钟芯片和单片机连接的电路结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广，因此本实用新型不受下面公开的具体实施的限制。

对于一般花卉来讲，因四季的气候不同，需水量以及浇水的最佳时间点实际上也是不同的，而现有技术中并未考虑到这一点，往往是在花卉已缺水或快缺水的时候进行浇水，这对花卉这种需精心养殖的生物来说，得不到良好的成长。本实用新型提出了针对该问题的技术方案。每年开春后气温逐渐升高，花卉进入生长旺期，浇水量是逐渐加多，早春浇水宜在午前进行；夏季气温高，花卉生长旺盛，蒸腾作用强，浇水量应充足，夏季浇水宜在晨、夕进行；立秋后气温渐低，花卉生长缓慢，适当少浇水；冬季气温低，许多花卉进入休眠或半休眠期，要控制浇水，盆土不太干就不要浇水，以免因浇水过多而烂根、落叶，影响明年生长开花，冬季浇水宜在午后13－14点进行。下面将对本实用新型进行详细的描述。

参看图1，在本实施例中，基于单片机的小型智能浇花系统包括湿度传感器U3、时钟芯片U2、单片机U1和电磁阀U5。

其中，湿度传感器U3埋置在花盆的土壤中，可以是部分或全部埋入土壤中，实时获取土壤的湿度而产生湿度信号，并将湿度信号传送给单片机U1，作为优选的实施例，湿度传感器U3采用型号为SHT-11的温湿度传感器，因SHT-11温湿度传感器内部集成了模数转换器、数字接口等，在与单片机U1连接时就不需要再外接转换部件，而且SHT-11温湿度传感器便于校准，单片机U1获取的湿度信号较为准确。

时钟芯片U2配置提供给单片机U1实时的时间信号，该时间信号包括当下的月份和实时时间点。优选的，时钟芯片U2采用型号DS1302的时钟芯片，并将它的时间信号配置为和北京时间同步，当然，本实用新型也可以设置为和其他地区的时间标准同步，该地区的气候条件和国内，尤其是江南一带较为接近，从而可以在更替的四季中起到适时适量浇花的良好作用。

单片机U1获取湿度传感器的湿度信号并读入时钟芯片U2的时间信号，单片机U1内设有用于比对湿度信号的预设下限值和预设上限值，该预设下限值代表了花草的缺水或将缺水的状态，也就是土壤湿度不够，该预设上限值代表了花草所需水饱和，也就是土壤湿度已够，再多可能造成花草的伤害。单片机U1响应于湿度信号低于预设下限值而输出电磁阀开启信号，单片机U1还响应于在设定的浇花时间范围内的时间信号而输出电磁阀开启信号，电磁阀U5根据电磁阀开启信号而开启控制浇花水泵进行浇花，在电磁阀U5开启的过程中单片机响应于湿度信号高于预设上限值而输出电磁阀关闭信号，电磁阀U5根据电磁阀关闭信号而开启控制浇花水泵停止浇花。不再是仅仅的根据土壤湿度而浇花，而是结合了季节变化花草所需水分不同的情况进行浇花，在不同季节中最适宜的时间就要最适宜的浇水量，浇花量的多少都是由单片机U1根据湿度传感器实时反馈的湿度信号确定的，不会造成浇水过度，使得花草得到较好的养护。

较佳的，单片机U1根据在设定的浇花时间范围内的时间信号而输出电磁阀开启信号。具体的，单片机U1接收到时钟芯片U2的时间信号中月份在3～5月之间、实时时间点在10点左右则输出电磁阀开启信号；或者，单片机U1接收到时钟芯片U2的时间信号中月份在6～8月之间、实时时间点在8点左右或18点左右则输出电磁阀开启信号；或者，单片机U1接收到时钟芯片的时间信号中月份在12～2月之间、实时时间点在13点左右则输出电磁阀开启信号。不同季节在不同时段给花草浇水，使得花草恰到好处地进行光合作用制造养分，本实施例中的实时时间点为最佳的浇水时间点，由于浇花是常年累月进行的，因此，时间点的设置会对花草产生重大的影响，选择最佳的时间点，养出的花生命力更顽强，如果在某个时间点花草需补充水分进行光合作用，而未得到适宜的浇灌，长期下去花草是长不好的。

参看图2，优选的，单片机U1的型号为AT89C51，时钟芯片U2的RST脚连接到单片机U1的P2.5脚，时钟芯片U2的SCLK脚连接到单片机U1的P2.6脚，时钟芯片U2的I/O脚连接到单片机U1的P2.7脚，时钟芯片U2的X1脚和X2脚之间连接一晶振电路。晶振电路包括串接在X1脚和X2脚之间的晶振Y2和起到滤波作用的电容C1和C2。

进一步的，单片机U1包括两个定时中断寄存器(图中未示出)，第一定时中断寄存器在单片机U1收到的湿度信号低于预设下限值时被标记有效，第二定时中断寄存器在单片机U1收到在设定的浇花时间范围内的时间信号时被标记有效，将第一定时中断寄存器的优先级配置为高于第二定时中断寄存器，单片机U1的中断机构根据该两个定时中断寄存器执行中断，从而控制电磁阀开启信号和电磁阀关闭信号的输出，避免同时单片机U1响应错误，并且单片机U1优先判断湿度信号，缩短在花草缺水或将缺水状态下的响应时间。

参看图1，在本实施例中，基于单片机的小型智能浇花系统还包括连接单片机U1并用以显示湿度信号和时间信号的LCD(LiquidCrystalDisplay，液晶显示器)显示器U4。

较佳的，电磁阀U5采用常闭型的直动式电磁阀，控制电路简单，而且成本较低，而且浇花的时间比不浇花时间而言更短些。

本实用新型通过湿度传感器获取花盆土壤的湿度，并在单片机中设置了湿度值的上下限，当湿度值低于下限时，单片机便控制浇水，在浇水过程中湿度传感器实时地反馈花盆土壤的湿度情况，在湿度值高于上限时单片机控制停止浇水，不会造成浇水过量；并且，如果在当花盆土壤湿度已经低于下限的情况下再进行浇水，花草已经处于缺水或快缺水的状态了，长此以往会对花草产生不良影响，而本实用新型还通过一时钟芯片提供实时的月份和时刻，单片机根据当下时间判断是否需要浇水，从而可以根据季节不同调整浇水时间对花草进行定期浇水，该浇水过程湿度仍由湿度传感器监控，在湿度高于上限时停止浇水，花草不容易濒临缺水状态，能够得到适时适量的浇水。

本实用新型虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定权利要求，任何本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此本实用新型的保护范围应当以本实用新型权利要求所界定的范围为准。

Claims (7)

1.一种基于单片机的小型智能浇花系统，其特征在于，包括：湿度传感器、时钟芯片、单片机和电磁阀；所述湿度传感器埋置在花盆的土壤中，实时获取土壤的湿度而产生湿度信号，并将湿度信号传送给单片机；所述时钟芯片配置提供实时的时间信号，所述时间信号包括当下的月份和实时时间点；所述单片机获取湿度信号并读入时间信号，单片机内设有用于比对湿度信号的预设下限值和预设上限值，单片机响应于湿度信号低于预设下限值而输出电磁阀开启信号，单片机还响应于在设定的浇花时间范围内的时间信号而输出电磁阀开启信号，电磁阀根据电磁阀开启信号而开启控制浇花水泵进行浇花，在电磁阀开启的过程中单片机响应于湿度信号高于预设上限值而输出电磁阀关闭信号，电磁阀根据电磁阀关闭信号而开启控制浇花水泵停止浇花。

2.如权利要求1所述的基于单片机的小型智能浇花系统，其特征在于，所述时钟芯片为型号DS1302的时钟芯片，将其时间信号配置为和北京时间同步。

3.如权利要求1或2所述的基于单片机的小型智能浇花系统，其特征在于，所述单片机还响应于在设定的浇花时间范围内的时间信号而输出电磁阀开启信号包括：所述单片机接收到时钟芯片的时间信号中月份在3～5月之间、实时时间点在10点左右则输出电磁阀开启信号；或者，所述单片机接收到时钟芯片的时间信号中月份在6～8月之间、实时时间点在8点左右或18点左右则输出电磁阀开启信号；或者，所述单片机接收到时钟芯片的时间信号中月份在12～2月之间、实时时间点在13点左右则输出电磁阀开启信号。

4.如权利要求2所述的基于单片机的小型智能浇花系统，其特征在于，所述单片机的型号为AT89C51，所述时钟芯片的RST脚连接到单片机的P2.5脚，所述时钟芯片的SCLK脚连接到单片机的P2.6脚，所述时钟芯片的I/O脚连接到单片机的P2.7脚，所述时钟芯片的X1脚和X2脚之间连接一晶振电路。

5.如权利要求1所述的基于单片机的小型智能浇花系统，其特征在于，所述湿度传感器采用型号为SHT-11的温湿度传感器。

6.如权利要求1所述的基于单片机的小型智能浇花系统，其特征在于，还包括连接单片机并用以显示湿度信号和时间信号的LCD显示器。

7.如权利要求1所述的基于单片机的小型智能浇花系统，其特征在于，所述电磁阀采用常闭型的直动式电磁阀。