基于单片机的盆栽土壤温湿度检测系统的设计与实现

论文总字数：17322字

摘 要

随着当前生活水平的提高，人们追求高质量的生活、绿色生活，愈来愈多的家庭通过栽培植物的方式将自然带入生活，因此盆栽行业也得到快速发展。正是由于盆栽行业的快速发展，使得家居装饰带有自然的生机。在这样的家居环境中，人们生活和身心都受到了重大的影响。随着盆栽植物的种类和数量不断增多，植物所赖以生存的环境则需要人们加以关注，光照、温湿度以及土壤酸碱性是影响植物生长的重要环境。在现在的快节奏生活中，如果仅靠传统方式去培养盆栽，将花费大量的精力和物力，传统的人工监测方式也容易产生误差。因此现在的种植业都需要把温湿度、光照强度及PH值等重要因素，通过自动化控制系统去监控和管理满足生产的需要。

本设计通过51单片机编程，使用硬件电路和软件设计相结合的方法，自动检测影响植物生长因素的数据信息。后期可通过数据分析来调控盆栽生长的外在条件，满足盆栽植物正常生长的环境要求。

关 键 词：51单片机，盆栽植物，温湿度传感器

Abstract：With the improvement of living standards, people pursue high-quality life and green life. More and more families bring nature into their lives by cultivating plants, so the potted plant industry has also developed rapidly. It is because of the rapid development of potted plants industry that home decoration has natural vitality. In such a home environment, people"s life and body and mind are greatly affected. With the increasing variety and quantity of potted plants, people need to pay attention to the environment on which plants depend. Illumination, temperature, humidity and soil acidity and alkalinity are important environments affecting plant growth. In today"s fast-paced life, if only rely on the traditional way to cultivate potted plants, will spend a lot of energy and material resources, the traditional manual monitoring method is also prone to errors. Therefore, the current planting industry needs to monitor and manage the important factors such as temperature, humidity, light intensity and PH value through automatic control system to meet the needs of production.

This design through 51 single chip microcomputer programming, the use of hardware circuit and software design combined method, automatic detection of data information affecting plant growth factors.In the later stage, the external conditions of potted plant growth can be adjusted and controlled through data analysis to meet the environmental requirements of normal growth of potted plants.

Keywords：51 single chip microcomputer, potted plants, temperature and humidity

目 录

1 绪论 3

1.1 课题的提出及意义 3

1.2 国内外研究发展概况 3

1.3 本课题的主要研究内容 3

2 设计方案 4

2.1 系统的总体设计 4

3 硬件设计 4

3.1 STC89C52RC简介及内部分析 4

3.2 总系统设计图 6

3.3 温湿度传感器采集模块分析 7

3.4 显示模块设计 11

3.5 PH信号采集模块分析 15

3.6 光照信息采集模块分析 17

3.7 继电器的选择和使用 18

4 软件设计 18

4.1 系统主程序 19

4.2 显示程序 22

4.3 IIC通信程序 26

4.4 中断程序 28

5 编译与调试 30

结 论 33

参考文献 34

致 谢 35

1 绪论

1.1 课题的提出及意义

科技的进步使得人们生活水平提高，人们逐渐喜欢在家中养殖花草，因此也带来盆栽养殖的诸多问题，甚至很多人将花草养死。虽然农业种植业中温室大棚技术、自动灌溉以及自动折光的技术都得到了广泛的应用，尽管针对于盆栽种植方面，市场中也出现智能花盆这一类型的产品，但尚不成熟，于是选择基于单片机的盆栽土壤温湿度检测系统作为课题，目的是为了更好的照料盆栽植物。

人们养殖盆栽装饰家居，但在快节奏生活中容易忽视对盆栽的照料。对于盆栽植物生长所需求温湿度、光照情况和pH值等生长环境数据也难以检测。通过本系统通过传感器采集植物生长环境数据，区别于市场上检测型智能花盆，本系统可以实现自动降温，当环境温度升高，或者环境湿度降低，系统驱动风扇或者加湿器对植物进行养护，是使植物在无人看管时也能受到照料。

1.2 国内外研究发展概况

国外对于智能花卉和智能养殖的研究比较早，早期通过组合仪表进行数据的采集，并且记录数据通过监测数据来控制温度、湿度、光照以及PH值。技术的进步使得各种监测条件都纳入到计算机管理系统中，管理者通过系统可以很快的获取到各种参数数据，并实现自动化管理。美国向家庭推出智能桌面花园，其从浇水、光照、温度三个因素深入，通过传感器测量植物的生长环境，掌握植物生长规律，建立培养模型，对植物进行监控和养护。比利时也开发出一款智能盆栽，其中内置传感器，检测植物生长环境，当缺水时，则会发出语音“可以帮我浇水吗？”。在我国北京，中粮智慧农场的建立，体现我国十分重视智能农业的发展。对于盆栽小型植物的监控系统来说，也是一种极大的促进。在中国市场上大多为检测型花卉产品，如小米的“花花草草检测仪”只能对植物进行数据检测，并不能做出自动化护养。国内关于盆栽检测的发展尚不成熟。

1.3 本课题的主要研究内容

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