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基于AV R单片机的盆栽自动浇水系统研究 　　引言 　　随着人们生活水平的逐步提高，越来越多的家中摆放盆栽，以美化家居环境、陶冶情操。但是，现在人们工作压力大、生活节奏加快、工作繁忙，经常忘记给盆栽浇水，有时因出差、加班等原因甚至无暇顾及对花草浇水，容易导致花草枯死。 　　为此，设计了一个基于AVR单片机的盆栽自动浇水系统，可以根据盆栽土壤的温湿度变化自动浇水，以保证盆栽在无人打理时能及时补水。由于传统的直接喷淋浇水方式不易控制浇水量并降低栽植土壤质量，不利于盆栽生长，本系统采用滴水浇灌方式。另外，为了满足“干透浇透”的浇水模式，避免出现只浇表面的“腰截水”现象，可在盆栽土壤下方放置湿度传感器，用以监测土壤的湿度情况考虑到季节气候的影响因素，秋冬季时浇水可选在早晨进行;春夏季植物生长旺盛且蒸发量较大，浇水可分早晚两次进行，以及时对盆栽补充水分。 　　1盆栽自动浇水系统设计 　　本系统通过温度传感器 DS18 B20和湿度传感器FC一28分别采集土壤的温湿度数据。与土壤湿度阀值比较，低于湿度阀值下限时打开电磁阀进行浇水，到达湿度阀值上限则关闭电磁阀停止浇水。土壤的湿度基准阀值上下限可结合不同的花卉种类进行设置。考虑到气温高时水分蒸发量较大，湿度阀值应为湿度基准阀值加上温度调整量。其中，温度调整量为与温度相关的湿度经验值。根据盆栽自动浇水方法，本系统可划分为相应几个模块进行设计。 　　检测电路的探头a, b之间的土壤等效电阻值随土壤的湿度变化，b点与地连接，a点电位可作为模拟量直接输出至单片机，也可通过内置的LM393与预设电位值比较后作为开关量输出至单片机。当湿度低于设定的阀值时，开关量输出高电平;当湿度高于设定的阀值时，开关量输出低电平。这样控制的优点是直接输出开关量给单片机，缺点是无法实时跟踪土壤的湿度变化。因此，本系统采用模拟量输出方式，把采集到的模拟量通过ATmega 16 L单片机内部的A/D通道转换成湿度数据，再与土壤湿度1}7值比较。这里需要提及的是，在产业化阶段，可用耐腐蚀、高导电率的材料专门制作探头接触片a和b，同时省去LM393开关量部分，以进一步提高系统的稳定性，降低硬件成本，以利于该产品的推广。 　　2系统的硬件设计 　　根据智能浇花系统的总体设计示，系统以ATmegal 6 L单片机为控制核心，其它部分以模块化进行设计。ATmegal 6 L是增强的AVR RISC结构的低功耗8位CMOS微控制器，内部资源丰富。与51系列单片机相比，除了具有基本的I/0口和3个内部定时器/计数器外，还含有EEPROM , 8路10位ADC转换通道等片上外围集成电路避免了增加外部存储器和A/D转换器的设计，从而使系统硬件设计更为简化、可靠。 　　2.1电源模块设计 　　由于电磁阀2W一160一15正常工作电压/电流为24V/2A，其它部分可用SV电源供电，因此电源模块设计采用变压器降压，整流滤波后分两路给系统供电。一路采用线性稳压芯片KA7805 E稳压，提供+SV电源给单片机系统;另一路由稳压芯片LM2576HVT - ADJ稳压+24 V，输出电流最高可达3A。 　　2.2温度传感器DS18B20与单片机接口 　　温度传感器DS18B20较为常用，具有体积小、干扰能力强、测量精度高等优点，且测量范围较宽，从-55℃到+125℃可测，固有测温分辨率为0 . 5 0C，具有较高的性价比。DS18B20与单片机相连只需一根线即可，接线较简单。 　　2.3常闭电磁阀2W-160 -15与单片机接口 　　由于所采用常闭电磁阀2W一160一15的驱动电压/电流是24V/2A，因此使用继电器来对电磁阀马〔动。单片机PBS给出高电平时，晶体管Q1导通，绍电器通电，电磁阀打开浇水;低电平时，Q1截止关闭电磁阀。 　　为了对土壤湿度基准阀值进行调整，以适应不同的花卉盆栽生长需要和地域的气候条件，同时也为了能对时间和日期进行校准调整等，系统还相应增加按键输入模块。 　　3软件设计 　　AVR单片机程序采用美国ImageCraft公司提供的ICCAVR编程软件开发。ICCAVR使用符合ANSI标准的C语言进行8 /16位微控制器(MCU)程序设计，是ATMEL公司推荐的第三方C编译器之一。盆栽自动浇水系统程序由1个主程序和1个中断子程序构成:主程序实现系统功能，中断程序实现逐秒计时功能。程序的编制在计算机上完成，编译后把程序下载到ATmega 16 L进行测试和运行。 　　4结论 　　设计了一种基于AVR单片机的盆栽自动浇水系统，定时对温度LDFkW进行数据采集并动态调整湿