CN209749386U - 一种基于单片机的智能浇花系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及自动控制技术，其公开了一种基于单片机的智能浇花系统，解决传统技术中花草浇水存在费时费力且容易忘记浇水的问题。该系统包括：主控芯片、湿度传感器、显示模块、电源模块、浇水模块、语音模块、储水模块以及通信模块；湿度传感器检测花草土壤的湿度信号，经过AD转换后传送给主控芯片；主控芯片将湿度信号进行处理获得湿度值后传送给显示模块进行显示，同时将湿度值与预设湿度下限值进行比较，若小于预设湿度下限值，则控制语音模块进行语音报警，同时控制浇水模块进行浇水，在土壤的湿度值达到预设湿度上限值时，停止浇水。
Description
技术领域
本实用新型涉及自动控制技术，具体涉及一种基于单片机的智能浇花系统。
背景技术
种植花草是人们陶冶情操的一项活动或者作为业余消遣，目前越来越广泛地出现在人们的生活中。然而，随着人们目前的生活节奏的加快，大部分人由于平常工作的繁忙以及出差等原因，常常会忘记给家里的花草浇水，或者为了方便而一次性过多地浇水，这样对花草的生长不利，并且每天定时浇水也会是一件非常费时间的事情。
因此，传统技术中花草浇水存在费时费力且容易忘记浇水的问题。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种基于单片机的智能浇花系统，解决传统技术中花草浇水存在费时费力且容易忘记浇水的问题。
本实用新型解决上述技术问题采用的技术方案是：
一种基于单片机的智能浇花系统，包括：主控芯片、湿度传感器、显示模块、电源模块、浇水模块、语音模块、储水模块以及通信模块；所述湿度传感器检测花草土壤的湿度信号，经过AD转换后传送给主控芯片；所述主控芯片将湿度信号进行处理获得湿度值后传送给显示模块进行显示，同时将湿度值与预设湿度下限值进行比较，若小于预设湿度下限值，则控制语音模块进行语音报警，同时控制浇水模块进行浇水，在土壤的湿度值达到预设湿度上限值时，控制浇水模块停止浇水；所述通信模块连接主控芯片，用于实现与远程控制终端的通信；所述浇水模块连接储水模块，从储水模块获取水源；所述电源模块提供系统的工作电源。
作为进一步优化，该系统还包括液位传感器，所述液位传感器与主控芯片相连，用于检测储水模块的液位信号，所述主控芯片根据液位信号判断储水模块是否缺水，在缺水时，控制语音模块进行语音报警提示。
作为进一步优化，所述储水模块为水桶，所述液位传感器为安装在水桶外侧的非接触式液位传感器。
作为进一步优化，所述主控芯片包括：由单片机U1、复位电路以及晶振电路构成的单片机最小系统；所述复位电路包括复位开关S1、第一电容C1和第二电阻R4；所述复位开关S1一端连接电源，另一端连接单片机U1的RST引脚，第一电容C1并联在复位开关S1两端并通过第二电阻R4接地；所述晶振电路包括第二电容C2、第三电容C3和晶振Y1，所述晶振Y1的两端连接单片机U1的XTAL1引脚和XTAL2引脚，并分别通过第二电容C2和第三电容C3接地。
作为进一步优化，该系统还包括按键单元，所述按键单元包括用于当土壤湿度处于预设湿度的上、下限值中间的时候手动开启浇水功能的第一按键S2、用于控制停止浇水的第二按键S3和用于进入设置模式以设置土壤预设湿度的上、下限值的第三按键S4；所述第一按键S2、第二按键S3和第三按键S4的一端均接地，另一端分别连接单片机U1的P3.5、P3.6、P3.7引脚；在设置模式下，按下第一按键S2可增加设置数值，按下第二按键S3可减小设置数值。
作为进一步优化，所述电源模块采用外接USB供电，其包括外接电源插口P2和电源开关SW1，所述外接电源插口P2的一个引脚连接电源开关SW1，另外两个引脚接地，所述电源开关SW1用于控制系统电源的通断。
作为进一步优化，所述浇水模块包括水泵接口P1、三极管Q2、第四电容C4和第三电阻R5；所述三极管Q2的基极通过第三电阻R5连接单片机U1的P1.6引脚，发射极接电源，集电极连接水泵接口P1的其中一个引脚；所述水泵接口P1的另一个引脚接地；所述第四电容C4连接在水泵接口P1的两个引脚之间。
作为进一步优化，所述通信模块包括蓝牙模块U2，所述蓝牙模块U2的TX脚和RX脚分别连接单片机U1的RXD引脚和TXD引脚。
作为进一步优化，所述语音模块包括语音芯片U3和扬声器LS1；所述语音芯片U3的5脚和6脚分别接地和电源，7脚和8脚连接扬声器LS1；10、11、12脚分别与单片机的P2.7、P2.6、P2.5脚连接。
作为进一步优化，所述显示模块包括：液晶模块LCD1、第一电阻R2和第五电容C5；所述液晶模块LCD1的DB0-DB7脚分别与单片机U1的P0.0-P0.7引脚对应连接，用于接收数据信号；所述液晶模块LCD1的RS、RW、E脚分别与单片机U1的P1.0、P1.1、P1.2脚对应连接，用于接收控制信号；所述液晶模块LCD1的VO脚通过第一电阻R2接地，VCC脚接电源并通过第五电容C5接地。
本实用新型的有益效果是：本系统采用单片机为系统的控制核心，通过湿度传感器采集花草土壤湿度信号，并将信号通过A/D转换器转换后输入单片机，经过单片机对湿度信号进行处理后输出到显示器进行显示，便于用户了解当前土壤缺水与否。同时，单片机将土壤湿度值与预设的湿度上下限值进行比较，当土壤湿度小于湿度下限值，控制语音模块进行语音报警，并通过输出控制信号驱动浇水装置实现自动浇水；当浇水到土壤湿度值达到湿度上限值时，单片机控制浇水装置停止浇水，从而实现了自动浇水功能，不需要用户手动浇水，也避免了出现忘记浇水的情况。
此外，通过液位传感器的配置可以实时检测水桶中是否缺水，如果缺水，则进行语音报警提示，提醒用户及时向桶中补水，避免由于缺水而影响自动浇水功能的正常运行。
另外，可以通过配置蓝牙模块作为系统的通信模块，用户可以通过手机蓝牙与该系统的蓝牙模块匹配连接，从而实现远程手动控制浇水，方便快捷。
附图说明
图1为本实用新型的系统原理框图；
图2为实施例中的系统电路结构图；
图2中，U1为单片机、U2为蓝牙模块、U3为语音芯片、LCD1为液晶模块、P1为水泵接口、P2为外接电源插口、P3为湿度传感器接口、P5为液位传感器接口、SW1为电源开关、S1为复位开关、S2为第一按键、S3为第二按键、S4为第三按键、LS1为扬声器、Q2为三极管、Y1为晶振、R2为第一电阻、R4为第二电阻、R5为第三电阻、C1～C5分别为第一至第五电容。
具体实施方式
本实用新型旨在提供一种基于单片机的智能浇花系统，解决传统技术中花草浇水存在费时费力且容易忘记浇水的问题。其实现原理如图1所示，本系统采用单片机为系统的控制核心，通过湿度传感器采集花草土壤湿度信号，并将信号通过A/D转换器转换后输入单片机，经过单片机对湿度信号进行处理后输出到显示器进行显示，便于用户了解当前土壤缺水与否。同时，单片机将土壤湿度值与预设的湿度上下限值进行比较，当土壤湿度小于湿度下限值，控制语音模块进行语音报警，并通过输出控制信号驱动浇水装置实现自动浇水；当浇水到土壤湿度值达到湿度上限值时，单片机控制浇水装置停止浇水，从而实现了自动浇水功能，不需要用户手动浇水，也避免了出现忘记浇水的情况。
此外，通过液位传感器的配置可以实时检测水桶中是否缺水，如果缺水，则进行语音报警提示，提醒用户及时向桶中补水，避免由于缺水而影响自动浇水功能的正常运行。
另外，可以通过配置蓝牙模块作为系统的通信模块，用户可以通过手机蓝牙与该系统的蓝牙模块匹配连接，从而实现远程手动控制浇水，方便快捷。
实施例：
本实施例中的基于单片机的智能浇花系统包括：主控芯片、湿度传感器、显示模块、电源模块、浇水模块、语音模块、储水模块、液位传感器、按键单元以及通信模块；
在具体实现上，如图2所示，所述主控芯片包括：由单片机U1、复位电路以及晶振电路构成的单片机最小系统，所述复位电路包括复位开关S1、第一电容C1和第二电阻R4；所述复位开关S1一端连接电源，另一端连接单片机U1的RST引脚，第一电容C1并联在复位开关S1两端并通过第二电阻R4接地；所述晶振电路包括第二电容C2、第三电容C3和晶振Y1，所述晶振Y1的两端连接单片机U1的XTAL1引脚和XTAL2引脚，并分别通过第二电容C2和第三电容C3接地。单片机U1可以选用成本低、结构简单的AT89C51单片机。
所述电源模块采用外接USB供电，其包括外接电源插口P2和电源开关SW1，所述外接电源插口P2的一个引脚连接电源开关SW1，另外两个引脚接地，所述电源开关SW1用于控制系统电源(+5V)的通断。
湿度传感器器模块采用土壤湿度传感器，将传感器插入土壤中，可以快速测量土壤中的湿度，P3是土壤湿度传感器模块的接口，3脚是传感器模拟量输出A0，输出信号接到ADC0832模数转换器的2脚模拟输入通道CH0上。CLK是ADC0832时钟输入端，接单片机的P1.4脚，D0脚是转换数据输出，接单片机的P1.5脚将转换后的数字信号输入到单片机中。
浇水模块包括水泵接口P1、三极管Q2、第四电容C4和第三电阻R5；所述三极管Q2的基极通过第三电阻R5连接单片机U1的P1.6引脚，发射极接电源，集电极连接水泵接口的其中一个引脚；水泵接口的另一个引脚接地；所述第四电容C4连接在水泵接口的两个引脚之间。水泵接口P1用于连接5V的微型水泵，单片机P1.6脚输出浇花控制信号，当输出低电平时三极管Q2导通，水泵开始抽水浇花，当P1.6脚输出高电平，Q2截止，停止浇花。
语音模块采用JQ8900-16P语音芯片，模块5脚和6脚分别是接地和5V电源，7脚和8脚接扬声器；10、11、12脚分别与单片机的P2.7、P2.6、P2.5脚连接，这样就能根据程序设定播放不同的语音，语音文件提前录制好拷贝到语音模块中。
通信模块可以采用蓝牙模块U2，比如型号为HC-05的蓝牙模块，蓝牙模块U2的TX和RX脚分别接到单片机的RXD和TXD引脚，这样手机可以通过蓝牙串口和单片机连接，用手机上的蓝牙串口APP就能实现对浇花器的远程控制。
P5是液位传感器的接口，将液位传感器安装到水桶外侧，就能实现非接触式水位检测。传感器的输出信号是开关信号，可以直接接到单片机的P1.3脚上。当水位线低于液位传感器时，输出低电平，单片机控制语音模块进行语音报警。
系统显示模块采用液晶LCD1602，单片机P0.0-0.7引脚与LCD1602的DB0-DB7对应连接，从而输出数据信号，单片机的P1.0、P1.1、P1.2脚分别与LCD1602的RS、RW、E脚连接，从而输出控制信号。
按键单元包括第一按键S2、第二按键S3、第三按键S4，它们是3个独立按键，S2的功能是当土壤湿度处于设定的上下限值中间的时候手动开启浇花，S3是停止浇花；S4是设置按键，可以设置土壤湿度的上下限值，系统处于设置界面时，按下S2可增加值，按下S3可以减小值。从而可以根据天气状况来设置具体的上、下限值，十分灵活。
Claims (10)
1.一种基于单片机的智能浇花系统，其特征在于，
包括：主控芯片、湿度传感器、显示模块、电源模块、浇水模块、语音模块、储水模块以及通信模块；所述湿度传感器检测花草土壤的湿度信号，经过AD转换后传送给主控芯片；所述主控芯片将湿度信号进行处理获得湿度值后传送给显示模块进行显示，同时将湿度值与预设湿度下限值进行比较，若小于预设湿度下限值，则控制语音模块进行语音报警，同时控制浇水模块进行浇水，在土壤的湿度值达到预设湿度上限值时，控制浇水模块停止浇水；所述通信模块连接主控芯片，用于实现与远程控制终端的通信；所述浇水模块连接储水模块，从储水模块获取水源；所述电源模块提供系统的工作电源。
2.如权利要求1所述的一种基于单片机的智能浇花系统，其特征在于，
该系统还包括液位传感器，所述液位传感器与主控芯片相连，用于检测储水模块的液位信号，所述主控芯片根据液位信号判断储水模块是否缺水，在缺水时，控制语音模块进行语音报警提示。
3.如权利要求2所述的一种基于单片机的智能浇花系统，其特征在于，
所述储水模块为水桶，所述液位传感器为安装在水桶外侧的非接触式液位传感器。
4.如权利要求1所述的一种基于单片机的智能浇花系统，其特征在于，
所述主控芯片包括：由单片机(U1)、复位电路以及晶振电路构成的单片机最小系统；所述复位电路包括复位开关(S1)、第一电容(C1)和第二电阻(R4)；所述复位开关(S1)一端连接电源，另一端连接单片机(U1)的RST引脚，第一电容(C1)并联在复位开关(S1)两端并通过第二电阻(R4)接地；所述晶振电路包括第二电容(C2)、第三电容(C3)和晶振(Y1)，所述晶振(Y1)的两端连接单片机(U1)的XTAL1引脚和XTAL2引脚，并分别通过第二电容(C2)和第三电容(C3)接地。
5.如权利要求4所述的一种基于单片机的智能浇花系统，其特征在于，
该系统还包括按键单元，所述按键单元包括用于当土壤湿度处于预设湿度的上、下限值中间的时候手动开启浇水功能的第一按键(S2)、用于控制停止浇水的第二按键(S3)和用于进入设置模式以设置土壤预设湿度的上、下限值的第三按键(S4)；所述第一按键(S2)、第二按键(S3)和第三按键(S4)的一端均接地，另一端分别连接单片机(U1)的P3.5、P3.6、P3.7引脚；在设置模式下，按下第一按键(S2)可增加设置数值，按下第二按键(S3)可减小设置数值。
6.如权利要求4所述的一种基于单片机的智能浇花系统，其特征在于，
所述电源模块采用外接USB供电，其包括外接电源插口(P2)和电源开关(SW1)，所述外接电源插口(P2)的一个引脚连接电源开关(SW1)，另外两个引脚接地，所述电源开关(SW1)用于控制系统电源的通断。
7.如权利要求4所述的一种基于单片机的智能浇花系统，其特征在于，
所述浇水模块包括水泵接口(P1)、三极管(Q2)、第四电容(C4)和第三电阻(R5)；所述三极管(Q2)的基极通过第三电阻(R5)连接单片机(U1)的P1.6引脚，发射极接电源，集电极连接水泵接口(P1)的其中一个引脚；所述水泵接口(P1)的另一个引脚接地；所述第四电容(C4)连接在水泵接口(P1)的两个引脚之间。
8.如权利要求4所述的一种基于单片机的智能浇花系统，其特征在于，
所述通信模块包括蓝牙模块(U2)，所述蓝牙模块(U2)的TX脚和RX脚分别连接单片机(U1)的RXD引脚和TXD引脚。
9.如权利要求4所述的一种基于单片机的智能浇花系统，其特征在于，
所述语音模块包括语音芯片(U3)和扬声器(LS1)；所述语音芯片(U3)的5脚和6脚分别接地和电源，7脚和8脚连接扬声器(LS1)；10、11、12脚分别与单片机的P2.7、P2.6、P2.5脚连接。
10.如权利要求4-9任意一项所述的一种基于单片机的智能浇花系统，其特征在于，
所述显示模块包括：液晶模块(LCD1)、第一电阻(R2)和第五电容(C5)；所述液晶模块(LCD1)的DB0-DB7脚分别与单片机(U1)的P0.0-P0.7引脚对应连接，用于接收数据信号；所述液晶模块(LCD1)的RS、RW、E脚分别与单片机(U1)的P1.0、P1.1、P1.2脚对应连接，用于接收控制信号；所述液晶模块(LCD1)的VO脚通过第一电阻(R2)接地，VCC脚接电源并通过第五电容(C5)接地。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN201920504621.1U CN209749386U (zh) | 2019-04-15 | 2019-04-15 | 一种基于单片机的智能浇花系统 |
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| CN201920504621.1U CN209749386U (zh) | 2019-04-15 | 2019-04-15 | 一种基于单片机的智能浇花系统 |
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| CN209749386U true CN209749386U (zh) | 2019-12-10 |
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| CN201920504621.1U Active CN209749386U (zh) | 2019-04-15 | 2019-04-15 | 一种基于单片机的智能浇花系统 |
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| CN (1) | CN209749386U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109937858A (zh) * | 2019-04-15 | 2019-06-28 | 攀枝花学院 | 一种基于单片机的智能浇花系统 |
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2019
- 2019-04-15 CN CN201920504621.1U patent/CN209749386U/zh active Active
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| CN109937858A (zh) * | 2019-04-15 | 2019-06-28 | 攀枝花学院 | 一种基于单片机的智能浇花系统 |
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