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浇花系统文献翻译.doc

发布时间：2022-06-08 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：0.68M 资料格式：doc 举报 版权申诉
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    摘 要
    1 引言
    2 系统构成硬件实现
    2.1整体思想
    2.2单片机的功能
    2.3空气温湿度采集模块的硬件设计
    2.4土壤温湿度采集模块的硬件设计
    2.5水泵驱动电路及 PWM 控制
    3.1试验与测试
    参考文献
    1 Introduction
    2 The system is hardware implementation
    单位代码 6130 学 号 100102057 TP23 分 类 号 密 级 文献翻译 基于 C8051F350 的智能压力传感器的设计 院（ 系 ）名 称 信 息 工 程 学 院 专 业 名 称 电 子 信 息 工 程 学 生 姓 名 指 导 教 师 李 永 飞 张 具 琴 2014 年 3 月 30 日
    黄河科技学院毕业设计（文献翻译） 第 1 页 一种室内浇花系统的设计 Kai CHEN(陈凯)，Hong JIN(金红) （山东省科学和技术大学，信息科学与工程学院，青岛环亚金属制品 266510，中国） 摘 要 本文以兰花为例，设计一种针对兰花的自动浇水系统。系统采用宏晶单片机公司的 增强型单片机 STC12C5A60S2，外接 M AX232 串口通信电路，DHT11 温湿度检测电 路，12864 液晶显示电路，继电器控制电路，无线传输电路、存储电路、电机驱动电路 和蜂鸣器电路等，实现了自动检测空气温湿度和土壤温湿度并自动浇水。 关键词：自动浇花；温湿度检测；单片机；PWM
    黄河科技学院毕业设计（文献翻译） 第 2 页 1 引言 现代的生活中，人们都喜欢在办公室和家里养殖花卉，然而有许多花草对周围的环 境要求比较高，需要人们的精心照顾。由于生活节奏的加快，很多人都忽略对花草的照 顾，如果能找到一种在干燥时可以自动给花草浇水的装置，就可以解决这个问题。已有 的浇水器是定时浇灌花草的，不能根据土壤的湿度和空气的温湿度及花草的生活习性来 进行浇水，是一种非智能的浇水系统，不利于花草的生长。当前，传感器技术与单片机 技术发展迅速，其应用逐步由工业、军事等领域向其他领域渗透，与我们的日常生活联 系越来越紧密。而且智能家居概念也越来越受到了人们的推崇，因此，电子智能型的自 动浇花系统有着很好的发展和应用前景。 2 系统构成硬件实现 2.1 整体思想 本系统由数据采集电路、MCU 中央处理器、水泵驱动控制电路和无线发射接收电 路组成。该系统主要由发射模块和接受模块组成。发射模块包括：空气温湿度采集模块， 土壤温湿度采集模块，MCU 处理模块，按键控制模块，MOS 管驱动电路，继电器控制 图 2.1 自动浇花系统的系统框图
    黄河科技学院毕业设计（文献翻译） 第 3 页 电路，无线发射模块。接收模块包括：无线接收模块，MCU 处理模块，LCD 显示模块， 报警电路，MAX232 电平转换电路。自动浇花系统的系统框图如图 2.1 所示。 2.2 单片机的功能 单片机是自动浇花系统核心部件，一方面它要接收来自土壤湿度经过 AD 转换的 数字信号和温度传感器的输出信号，另一方面要对这两个信号预设值的上下限的值进行 对比，可控制外围电路的相应工作，同时检测查询是否有按键按下，并把这些信息通过 无线模块发送出去。负责接收的模块中的单片机接收到这些信息后通过无线模块显示在 液晶屏上。因为考虑到检测土壤湿度时用到了 AD 和 PW M 功能，所以考虑到用宏晶 公司的 STC12C5A60S2 代替传统的 STC89C51。STC12C5A60S2 单片机是 STC 公司 生产的八位 8051 内核单片机。 2.3 空气温湿度采集模块的硬件设计 DHT11 数字温湿度传感器是采用单总线的集成测温湿度器件，传感器里有一个电阻 式测湿组件和一个 NTC 测温组件，测量温度的范围是 0℃~50℃，测量湿度的范围是 20% ~90％，可以满足本次设计的要求。与单片机连接原理如图 2.2 所示。 图 2.2 DHT11 电路路图
    黄河科技学院毕业设计（文献翻译） 第 4 页 2.4 土壤温湿度采集模块的硬件设计 土壤本身可以看成是一种湿度传感器，土壤越潮湿，导电能力越强，阻值越小，所 图 2.3 测土壤温湿度的电路图 以现在对土壤湿度的测量间接转换成了对电阻的测量。将待测电阻与一恒流二极管串 联，如图 2.3，将测量值接入 AD，STC12C5A60S2 里面集成有 8 路的 AD，RX 的值 为 RX=V(out)/IH。 2.5 水泵驱动电路及 PWM 控制 IRF3205 具有耐压值高、电流大、导通电阻小的特点，利用 IRF3205 来驱动水泵， 通过 PW M 控制，当场效应管导通，电机转，水泵开始抽水。STC12C5A60S2 有 2 路 PW M 可使用。本设计使用的一路 PW M，接在 P1.3，STC12C5A60S2 集成了两路可 编程计数器阵列（PCA）模块，PCA 里面的 16 位定时器（第八位 CL 和高八位 CH） [CH，CL] 每隔一段时间加 １，当 CL 小于［EPCnL，CCAPnL］时，输出为低，反之 则为高。当 CL 的值由 00 到 FF 时，CL 发生溢出为 0，［EPCnL，CCAPnL］里的值 自动加载到［EPCnL，CCAPnL］，从而实现了无干扰跟新 PWM。 3 软件设计 软件设计主要实现：采集相关的信息后送给单片机，单片机对信息进行处理，产生 相应的控制，并将这些信息通过发射模块发射出去，接收端通过液晶显示。系统发射部
    黄河科技学院毕业设计（文献翻译） 第 5 页 图 3 发射部分流程图 分的主要流程为：系统初始化（包括单片机、温湿度传感器和无线模块的初始化）。初 始化后，开始对系统进行设定，设置其温湿度上下限。如图 3.1 所示。设置完毕后，采 集空气中的温湿度及土壤的湿度，如果土壤的湿度低于设置的下限值就控制 PWM 输出 给花浇水，如果空气中的温度持续高于设置的上限值，或者是空气中的湿度持续低于设 定的下限值就闭合继电器，超声波增湿器持续喷雾 3S。无线模块负责将这些信息（温 湿度、上下限值）发射出去。 3.1 试验与测试 本系统通过空气温湿度传感器采集空气中的温湿度，通过测土壤中电阻大小测量土 壤的湿度。在土壤比较干燥时，就通过 PWM 控制给土壤浇水，不同的土壤湿度对应 着不同 PWM 控制值。在空气持续干燥两小时时，控制超声波增湿器工作，在兰花上方 喷雾 4 秒，给空气增湿。电路中加入了按键电路，用来改变温湿度的上下限的设置值， 同时加入了 24C02 的存储芯片，可以存储下这些设置值。因为有多个采集量，测试时 使用控制变量法，首先调整湿度设置值，使得当时湿度值大于设置的湿度值，为方便调 试，将程序中的持续 2 小时，先改成 2 分钟，设置的空气最高温度改为 25°C，用电烙 铁靠近温湿度传感器 DHT11，DHT11 的测得温度为 35°C，高于设置的温度最高值，
    黄河科技学院毕业设计（文献翻译） 第 6 页 两分钟后听见继电器闭合的碰撞声，接着超声波增湿器开始工作，同时小电风扇也开始 工作，将雾气扩散开，4S 继电器断开，与程序编写的期望现象一致。同理，测试出空 气湿度检测及控制继电器部分也是正常工作的，实物测试图如 3.1 所示。 图 3.1 实物测试图 参考文献 [1]高金展，2004 年“微弱信号检测”锁相放大器，P.154-196，相关指导，第 239 页 275. 清华大学出版社，北京. [2]JR 曹刘，H.，2002 年重装修人工神经网络遍及感觉机械的设计，应用电解容量型压 力.自动化系统集成仪器，（8）:14-16. [3]Y.C.Sun，Y.L.Iu，Q.H.Memg，等，2000.提示自动海连欣电动势桥压力传感器零点输 出信号电漂移特性.电子交易,11:39-42. [4]A.D.Whalen，1971.在纽约和伦敦：学术出版社的信号检测. [5]J.H.LIU.智能传感器结构等的“西安电子科技大学图书相关，第 206-209 页. [6]Y.M.Gong，2006。智能压力传感器数据补偿处理和无线传输.河北科技大学论文. [7]2004 年 G.Peng W.J.Ni.C 语言函数混合编程的相对误差.运河 Harbor.sup.11:128-130. [8]M.Zh.Zhou N.Chu，根据能量传播的 FELING 机数据融合网络的动态状态计算方式的 一种控制，2007 年。中国期刊仪器科学，28（1）:172-175. [9]A.D.Adrian K.Rainer，2002.一个简单的基于单片机的数字锁相放大器为低级别的光学
    黄河科技学院毕业设计（文献翻译） 第 7 页 信号的检测.第一届 IEEE 国际电子设计工作坊出发.测试和应用（DEL-TA'02），基督城， Neweal.
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