基于單片機控制的盆栽植物生長過程土壤水分測控系統(tǒng)

1、基于單片機控制的盆栽植物生長過程土壤水分測控系統(tǒng)王濤（昆明理工大學現(xiàn)代農(nóng)業(yè)工程學院 云南 昆明 650224）摘要盆栽植物越來越受到城市居民的喜愛，由于現(xiàn)在城市的生活節(jié)奏緊張，人們經(jīng)常由于工作忙碌而忽略了養(yǎng)殖的盆栽植物，經(jīng)常忘記給盆栽植物澆水而使植物枯死，或者由于一次澆水過多而使一些喜干的植物澇死，本文提供一種基于土壤濕度自動控制盆栽植物生長過程土壤水分測控系統(tǒng)，使土壤濕度控制在有利于植物生長的濕度范圍內(nèi)，有效避免了因過澇或過干而給植物造成的影響，確保植物能夠正常生長、開花、結(jié)果。關(guān)鍵詞土壤濕度 單片機控制 電磁閥滴灌 盆栽植物引言目前，盆栽植物越來越受到城市居民的喜愛，為了克服傳統(tǒng)的人工給盆

2、栽植物澆水帶來的局限性，本文所介紹的盆栽植物生長過程土壤水分測控系統(tǒng)基于單片機控制，再配合土壤濕度檢測電路設(shè)備探測盆栽植物所在的土壤環(huán)境，電磁閥門和可以根據(jù)不同植物進行多種灌溉方式的灌頭，既克服了傳統(tǒng)的人工澆水的不定時性和不準確性，又避免了以往水分控制系統(tǒng)的不準確性而造成的過澇等，因此采用土壤濕度監(jiān)測模塊，單片機控制模塊，電磁閥門灌水模塊所構(gòu)成的盆栽植物土壤水分測控系統(tǒng)以降低設(shè)備投入，同時也不用自己去專門維護、檢修，是比較理想的選擇。一、系統(tǒng)方案設(shè)計系統(tǒng)總體設(shè)計方案主要由土壤濕度檢測模塊、單片機采集控制及輸出電路模塊、電磁閥及滴灌設(shè)備模塊等幾部分組成。整個系統(tǒng)的工作原理為:土壤濕度檢測模塊來完

3、成對盆栽植物土壤濕度的采集；單片機采集控制系統(tǒng)將采集到的土壤濕度數(shù)據(jù)與設(shè)定的土壤濕度數(shù)據(jù)進行比較，進行實時灌水，達到設(shè)定值時停止灌水；電磁閥及滴灌設(shè)備用來實現(xiàn)根據(jù)單片機經(jīng)過分析數(shù)據(jù)后，實現(xiàn)灌水或者停止灌水；進而使土壤濕度處在適宜農(nóng)作物生長需求的最佳狀態(tài)。二、系統(tǒng)硬件電路設(shè)計由A/D轉(zhuǎn)換電路、STC89C52單片機和相應(yīng)的振蕩、復位電路、繼電器控制電路組成單片機采集控制及信號輸出模塊是整個測控系統(tǒng)的核心。通過采集土壤濕度檢測模塊傳遞的實時土壤濕度信號，與設(shè)定的土壤濕度數(shù)據(jù)進行對比，然后輸出信號使繼電器控制電路控制電磁閥門的開關(guān)，從而進行對盆栽植物的實時灌水。（一）土壤濕度檢測模塊土壤濕度檢測模塊

4、由濕度探頭和信號放大電路組成。如圖1所示圖1 土壤濕度檢測模塊電路圖土壤濕度檢測模塊的工作原理：為當土壤濕度傳感器插入土壤時，由于土壤含水量的不同，使得土壤濕度傳感器的電阻值也隨之變化，這個電阻器成為晶體管VT1的基極偏流電阻器。偏流電阻值的不同，使VT1的基極電流也不同，從而改變了VT1的集電極電流，也改變了發(fā)射極上的電流，這一電流流過電阻器R2時，在該電阻器上形成的電壓，再經(jīng)電阻器R5和R8分壓以后加至運算放大器LM358的腳（同相信號輸入端），經(jīng)放大以后從LM358的腳輸出，并由VD3將輸出電壓限定在5V之內(nèi)。（二）單片機采集控制及信號輸出電路模塊單片機采集控制及信號輸出電路模塊由A/D

5、轉(zhuǎn)換器ADC0832、STC89C52、繼電器驅(qū)動電路組成。CS VCCCH0 CLKCH1 D0GND D18765VCCP34P35P36P371234圖2 A/D轉(zhuǎn)換器電路圖在單片機采集控制及信號輸出電路中，土壤濕度檢測電路輸出端與A/D轉(zhuǎn)換器的2腳和3腳相連，如圖2所示。A/D轉(zhuǎn)換器的1腳，5腳，6腳，7腳與單片機的P3口的P34,P37,P36,P35相連，完成相應(yīng)的數(shù)字量轉(zhuǎn)換。輸出時，單片機P1口與驅(qū)動電路中的輸入端相連,驅(qū)動電路的輸出端與繼電器相連，完成輸出。（三）電磁閥滴灌模塊電磁閥采用常閉電磁閥，其壓力范圍00.8Mpa，電壓范圍024V。該電磁閥的原理是通電時，電磁線圈產(chǎn)生

6、電磁力把關(guān)閉件從閥座上提起，閥門打開；斷電時，電磁力消失，彈簧把關(guān)閉件壓在閥座上，閥門關(guān)閉。三、結(jié)論隨著單片機技術(shù)在農(nóng)業(yè)園藝上業(yè)務(wù)的不斷拓展，采用土壤濕度監(jiān)測模塊，單片機控制模塊，電磁閥門灌水模塊所構(gòu)成的盆栽植物土壤水分測控系統(tǒng)以降低設(shè)備投入，同時也不用自己去專門維護、檢修，既克服了傳統(tǒng)的人工澆水的不定時性和不準確性，又避免了以往水分控制系統(tǒng)的不準確性而造成的過澇等是比較理想的選擇。參考文獻：1 Krishna S. Nemali,Marc W.van Iersel.An automated system for controlling drought stress and irrigation in potted plantsJ.Scientia Horticulturae 110,(2006) 292297.2宮建華,徐志祥,袁虎成,張家桂.基于單片機技術(shù)的灌溉控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)J.機械研究與應(yīng)