小型花卉培養(yǎng)室智能加濕器控制系統(tǒng)設(shè)計

作者：郭瑋，黃傳卿時間：2020-03-03 來源：電子產(chǎn)品世界

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郭? 瑋1，黃傳卿2 （1.?山西農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院，山西?太谷?030801； 2.?華錄森寶電子科技有限公司，福建?廈門?361006）

本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/202003/410483.htm

摘? 要：隨著人們生活水平的提高，養(yǎng)花成為越來越多人的喜好。為了保證花卉能在適宜的溫濕度下生存，以 STC89C52單片機(jī)為核心，設(shè)計了一款小型花卉培養(yǎng)室的智能加濕器。該加濕器能夠?qū)κ覂?nèi)的溫濕度進(jìn)行實時監(jiān)測，將測得的數(shù)據(jù)反饋給單片機(jī)與給定值進(jìn)行比較從而實現(xiàn)濕度的實時控制，并且通過LCD1602液晶顯示屏顯示室內(nèi)的溫濕度值，實現(xiàn)了小型花卉培養(yǎng)室濕度的自動調(diào)節(jié)，為小型花卉培養(yǎng)提供一個合適的濕度。

關(guān)鍵詞：單片機(jī)；加濕器；自動；傳感器

0 引言

隨著人們生活水平的提高，養(yǎng)花成為越來越多人的愛好。每種花卉尤其是珍奇花卉都有自己適宜的溫濕度，而大棚種植經(jīng)常會遇到溫度過高、濕度不夠等情況，從而導(dǎo)致花卉在種植過程中出現(xiàn)脫水干枯、生長緩慢等問題。故本文將加濕器和需要種植花卉一起放入小型培養(yǎng)室內(nèi)，通過加濕器來調(diào)節(jié)室內(nèi)的濕度，從而確保花卉在適宜濕度下生長，智能加濕器能夠自動調(diào)節(jié)小型培養(yǎng)室內(nèi)的濕度，確保培養(yǎng)的花卉一直處于最適合的濕度，這對植物生長有很大幫助^[1-2]。

1 整體設(shè)計

本智能加濕器控制系統(tǒng)實物圖如圖1所示。該系統(tǒng) 采用STC89C52單片機(jī)^[3]為主控芯片，溫濕度傳感器實時檢測室內(nèi)溫濕度，并將采集的數(shù)據(jù)傳送給STC89C52單片機(jī)，單片機(jī)將反饋值與預(yù)設(shè)數(shù)值進(jìn)行比較，實現(xiàn)加濕器的智能開啟和關(guān)閉。并通過液晶顯示屏顯示室內(nèi)當(dāng)前的溫濕度值。水位傳感器主要用于監(jiān)測水位限位，然后將信息反饋給單片機(jī)，當(dāng)超出水位時，報警電路發(fā)出報警信號^[4]。

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本智能加濕器可以對不同品種的花各自所需要的最適宜溫濕度進(jìn)行手動設(shè)置。用戶只需要設(shè)置好相對濕度值和最低水位值，就可以實現(xiàn)自動加濕。DHT11將收集到的數(shù)據(jù)傳送給單片機(jī)，單片機(jī)會與用戶預(yù)先設(shè)定好的溫濕度值比較來判斷此時是否需要加濕。如果水位過低時啟動報警功能并關(guān)閉加濕器。本次設(shè)計采用LED燈來顯示加濕器是否在工作^[5]。

2 自動加濕器的硬件電路設(shè)計

本智能加濕器硬件設(shè)計原理圖如圖2所示。主要包括單片機(jī)最小系統(tǒng)電路、檢測電路、人機(jī)接口電路和執(zhí) 行機(jī)構(gòu)，電源模塊為單片機(jī)供電。

2.1 最小系統(tǒng)電路

晶振電路和復(fù)位電路分別如圖3和4所示。晶振電路給單片機(jī)提供穩(wěn)定的時鐘頻率，復(fù)位電路與單片機(jī)的 RST引腳相連，電阻一端接地，電容一端接5V電源。

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2.2 溫濕度傳感器連接電路

本智能加濕器采用DHT11溫濕度傳感器，電路連接原理如圖5所示^[6]，采用5V電壓供電，輸出2端口與單片機(jī)的P3.4端口相連。

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2.3 水位檢測連接電路

水位檢測電路由 HC-SR04超聲波模塊和外圍電路組成，原理圖如圖6所示。1腳接地， 4腳接5V電源。2腳與 MCU的P3.7引腳相連，輸出回波信號。3腳與單片機(jī)的P3.6相連，用來輸入觸發(fā)信號。

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2.4 顯示電路

顯示電路連接如圖7所示。LCD1602液晶顯示屏的D0~D7引腳依次與單片機(jī)的P0.0~P0.7相連。RS、 RW、E引腳分別與單片機(jī)P1.0~P1.3相連。VCC引腳接 5V電源。

2.5 報警電路

報警電路原理圖如圖8所示，當(dāng)單片機(jī)的P21或P20 端口輸出低電平的時候，對應(yīng)的發(fā)光二極管點亮，指示加濕器的工作狀態(tài)和水位低的報警信號。

2.6 按鍵電路

按鍵電路原理圖如圖9所示。設(shè)置控制加濕器工作濕度的上限。每次按下S1按鈕，數(shù) 字光標(biāo)將從左向右跳躍，可根據(jù)需要按S2和S3按鈕調(diào)節(jié)濕度值。

2.7 驅(qū)動電路

驅(qū)動電路原理圖如圖10所示。使用繼電器電路來控制加濕器的驅(qū)動，由電阻器和三極管連接組成。當(dāng)MCU的P2.2 端口輸出低電平時，三極管導(dǎo) 通，繼電器就會吸合，加濕器通電開始工作。當(dāng)MCU的 P2.2端口輸出高電平時，晶體管關(guān)閉，繼電器停止工作，加濕器停止工作。

3 自動加濕器軟件設(shè)計

程序流程圖如圖11所示。首先進(jìn)行初始化操作，載入程序之后，開始鍵盤掃描，延遲，然后讀取DHT11傳感器采集到的當(dāng)前室內(nèi)溫濕度值和HC-SR04傳感器測得的水位，在LCD1602上顯示溫濕度。判斷水位是否大于預(yù)設(shè)水位，若小于預(yù)設(shè)水位，則聲光報警并關(guān)閉加濕器，若水位高于預(yù)設(shè)水位，再判斷是否超過預(yù)設(shè)濕度，若超過，則停止加濕，數(shù)據(jù)經(jīng)行初始化，如此循環(huán)直到低于預(yù)設(shè)濕度，繼續(xù)加濕。

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