一種家居植物自動澆水控制系統的製作方法

2023-10-24 17:52:52

本發明涉及澆水系統的技術領域，更具體地，涉及一種家居植物自動澆水控制系統。

背景技術：

目前，農業領域的自動灌溉系統逐漸趨向成熟，自動灌溉系統的應用減少勞動強度的同時，使得植物更加科學地生長；家居盆栽的自動澆水系統與農業領域的自動灌溉系統類似，但是將農用自動灌溉系統應用於家居盆栽的自動澆水無疑是大材小用，現有技術中的家居自動澆水器的功能和系統的穩定性存在欠缺，有必要提出一種成本低、體積小和工作穩定的自動澆水控制系統，在有人外出或忘記澆水時科學澆水，保證家居植物科學地生長。

技術實現要素：

本發明的目的在於克服現有技術的不足，提供一種製造成本低、工作穩定的家居植物自動澆水控制系統。

為解決上述技術問題，本發明採用的技術方案是：

提供一種家居植物自動澆水控制系統，包括土壤溼度檢測模塊、顯示模塊、執行模塊和數據處理模塊，所述土壤溼度檢測模塊連接於數據處理模塊的輸入端，用於檢測植物土壤溼度；所述顯示模塊連接於數據處理模塊的輸出端，用於顯示土壤溼度的測試值和設定限值；所述執行模塊連接於數據處理模塊的輸出端，用於執行抽停水動作或報警動作；所述數據處理模塊用於接收土壤溼度檢測模塊發射的信號和向顯示模塊、指定模塊發射信號。

本發明的家居植物自動澆水控制系統，通過土壤溼度檢測模塊的設置便於實時監測土壤的溼度並將土壤溼度信號反饋至數據處理模塊和顯示模塊，通過數據處理模塊的設置便於分析土壤溼度並判斷土壤溼度值是否合理並向執行模塊反饋信號，執行模塊執行抽停水動作或報警動作，且裝置簡單，元件易得，具有很好的實用性和應用性。

優選地，所述家居植物自動澆水控制系統還包括控制電路，所述數據處理模塊包括單片機，所述控制電路包括分別與單片機連接的數模轉換電路、電源電路、復位電路、時鐘電路、數碼管驅動電路、按鍵電路及繼電器驅動電路。電源電路的設置為系統配置穩定可靠的輸出環境，復位電路的設置便於單片機和其他元件都處於同一個確定的狀態中開始工作，同時當系統受到某些幹擾而導致程序跑飛時，進行復位，使系統重新恢復正常工作。

優選地，所述土壤溼度檢測模塊包括土壤溼度傳感器p1，所述數模轉換電路包括數模轉換器；所述土壤溼度傳感器p1的接口接入數模轉換器的輸入端，所述數模轉換器的輸出端與單片機的輸入端連接。土壤溼度傳感器p1用於檢測家居植物的土壤溼度，數模轉換器將傳感器接收的土壤模擬數據，經過數模轉換器進行轉換，將轉換的數位訊號傳送入單片機進行處理。

優選地，所述電源電路包括電源開關sw1和usb接口p2，所述電源開關sw1與usb接口p2串聯連接。usb接口的設置便於將控制系統外接到家庭用電中，且使用便捷、易於移動。

優選地，所述復位電路包括按鍵開關s1、電容c1和電阻r5，所述復位電路與單片機的引腳9連接，所述電容c1與電阻r5串聯後一端接地，所述按鍵開關s1與電容c1並聯連接。電容c1的設置起到消除諧波和續流的作用，按鍵開關s1的一端接地在重新設置上限值與下限值前使電路復位。

優選地，所述時鐘電路包括電容c2、電容c3和石英晶振y1，所述石英晶振y1並聯於單片機的引腳18與單片機的引腳19，所述電容c2與電容c3串聯，且並聯設於石英晶振y1的兩端。電容c2、電容c3和石英晶振y1構成並聯共振，為單片機提供節拍，保證單片機執行各種操作有條不紊的進行。

優選地，所述數碼管驅動電路包括三極體q1、q2、q3、q4，分別連接於三極體q1、q2、q3、q4基極的電阻r1、r2、r3、r4及數碼管，所述數碼管的輸入端與單片機串聯連接，所述數碼管的輸出端分別與三極體q1、q2、q3、q4的發射極串聯連接。三極體q1、q2、q3、q4的設置將來自單片機的電信號放大後發射至數碼管，驅動數碼管顯示檢測到的土壤溼度值。

優選地，所述按鍵電路包括按鍵開關s2、s3、s4，所述按鍵開關s2、s3、s4的一端分別連接於單片機的引腳6、7、8，所述按鍵開關s2、s3、s4的另一端接地。按鍵開關s2按下時電機打開，按鍵開關s3按下時電機關閉可以手動澆水，以實現手動澆水的功能；按鍵開關s4按下時，數碼管上顯示設定的溼度上限值，並可以通過按鍵開關s3和按鍵開關s4調整溼度上限值，再次按下開關s4時，數碼管上顯示當前溼度的下限值，並可以通過按鍵開關s3和按鍵開關s4調整溼度下限值，從而滿足不同植物對土壤溼度的不同要求。

優選地，所述繼電器驅動電路包括繼電器k1、發光二極體d1、三極體q5、電阻r6、電阻r7和抽水電機p3，所述電阻r6一端與三極體q5的基極連接，一端連接於單片機的引腳15，所述發光二極體d1與電阻r7串聯連接，所述發光二極體d1、電容c5、繼電器k1與抽水電機p3並聯連接。當檢測土壤溼度的值低於單片機設定範圍的下限值時，單片機控制繼電器k1開關閉合，抽水電機p3抽水進行工作；當檢測土壤溼度的值高於單片機設定範圍的上限值，單片機控制繼電器k1開關斷開，抽水電機p3停止工作；通過繼電器控制抽水電機的開與關，有利於系統對抽水電機精確的控制，同時繼電器在電路中起到自我調節，安全保護的作用。

優選地，所述單片機的型號為stc89c52，土壤溼度傳感器的型號為yl-69，數模轉換器的型號為adc0832。stc89c52單片機擁有靈巧的8位cpu和在系統可編程flash，使得stc89c52為眾多嵌入式控制應用系統提供高靈活、超有效的解決方案；且stc89c52單片機可降至0hz靜態邏輯操作，支持2種軟體可選擇節電模式。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

本發明的家居植物自動澆水控制系統包括土壤溼度檢測模塊、顯示模塊、執行模塊和數據處理模塊，通過土壤溼度檢測模塊的設置檢測植物土壤溼度，並將溼度值反饋至單片機，通過顯示模塊和按鍵電路的設置便於設置土壤溼度值的上限值與下限值，通過執行模塊的設置在土壤溼度低於下限值時抽水電機工作執行抽水動作而土壤溼度高於上限值時報警模塊工作發出報警信號，通過數據處理模塊的設置處理分析檢測到的土壤溼度的信號，並向執行模塊和顯示模塊發出指令，原件常見，製作簡單，且能科學控制家居植物的土壤溼度，成本低，體積小，實用性和適用性強。

附圖說明

圖1為本發明家居植物自動澆水控制系統的原理框圖。

圖2為本發明家居植物自動澆水控制系統的電路原理圖。

具體實施方式

下面結合具體實施方式對本發明作進一步的說明。其中，附圖僅用於示例性說明，表示的僅是示意圖，而非實物圖，不能理解為對本專利的限制；為了更好地說明本發明的實施例，附圖某些部件會有省略、放大或縮小，並不代表實際產品的尺寸；對本領域技術人員來說，附圖中某些公知結構及其說明可能省略是可以理解的。

本發明實施例的附圖中相同或相似的標號對應相同或相似的部件；在本發明的描述中，需要理解的是，若有術語「上」、「下」、「左」、「右」等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此附圖中描述位置關係的用語僅用於示例性說明，不能理解為對本專利的限制，對於本領域的普通技術人員而言，可以根據具體情況理解上述術語的具體含義。

實施例1

如圖1至圖2所示為本發明家居植物自動澆水控制系統的第一實施例，由土壤溼度檢測模塊、顯示模塊、執行模塊、stc89c52單片機和控制電路組成，土壤溼度檢測模塊連接於stc89c52單片機的輸入端，用於檢測植物土壤溼度；顯示模塊連接於stc89c52單片機的輸出端，用於顯示土壤溼度的測試值和設定限值；執行模塊連接於數據處理模塊的輸出端，用於執行抽停水動作或報警動作；數據處理模塊用於接收土壤溼度檢測模塊發射的信號和向顯示模塊、指定模塊發射信號；土壤溼度檢測模塊包括yl-69型土壤溼度傳感器；控制電路包括分別與單片機連接的數模轉換電路、電源電路、復位電路、時鐘電路、數碼管驅動電路、按鍵電路及繼電器驅動電路。

具體地，數模轉換電路包括數模轉換器adc0832，數模轉換器將傳感器接收的土壤模擬數據，經過數模轉換器進行轉換，將轉換的數位訊號傳送入單片機進行處理；電源電路包括電源開關sw1和usb接口p2，所述電源開關sw1與usb接口p2串聯連接，usb接口的設置便於將控制系統外接到家庭用電中，為系統配置穩定可靠的輸出環境；復位電路包括按鍵開關s1、電容c1和電阻r5，復位電路與單片機的引腳9連接，電容c1與電阻r5串聯後一端接地，按鍵開關s1與電容c1並聯連接，便於單片機和其他元件都處於同一個確定的狀態中開始工作，同時當系統受到某些幹擾而導致程序跑飛時，進行復位，使系統重新恢復正常工作；時鐘電路包括電容c2、電容c3和石英晶振y1，石英晶振y1並聯於單片機的引腳18與單片機的引腳19，電容c2與電容c3串聯，且並聯設於石英晶振y1的兩端，實現系統各功能部件的同步工作，為單片機提供時鐘信號；數碼管驅動電路包括三極體q1、q2、q3、q4，分別連接於三極體q1、q2、q3、q4基極的電阻r1、r2、r3、r4及數碼管，數碼管的輸入端與單片機串聯連接，數碼管的輸出端分別與三極體q1、q2、q3、q4的發射極串聯連接，數碼管驅動電路能夠使數碼管正常工作；繼電器驅動電路由繼電器k1、發光二極體d1、三極體q5、電阻r6、電阻r7和抽水電機p3，電阻r6一端與三極體q5的基極連接，一端連接於單片機的引腳15，發光二極體d1與電阻r7串聯連接，發光二極體d1、電容c5、繼電器k1與抽水電機p3並聯連接，當檢測土壤溼度的值低於單片機設定範圍的下限值時，單片機控制繼電器k1開關閉合，抽水電機p3抽水進行工作；當檢測土壤溼度的值高於單片機設定範圍的上限值，單片機控制繼電器k1開關斷開，抽水電機p3停止工作。

參照附圖1與附圖2，本發明的工作原理如下：

自動澆水時，首先將usb接口連接到家用電源，將土壤溼度傳感器置於家居植物土壤中，打開電源開關sw1，進行上電復位，正常運行控制系統；然後根據植物種類通過按鍵開關s3和按鍵開關s4調整溼度上限值和下限值；土壤傳感器將檢測到的土壤溼度數據向adc0832模數轉換器傳送模擬信號，adc0832模數轉換器將模擬信號轉換成數位訊號傳送給stc89c52單片機對實際測量的土壤溼度值與設定限值進行分析及判斷；當實際測量值低於設定下限值時，stc89c52單片機控制繼電器k1閉合，發光二極體d1亮，抽水電機p3通電，執行澆水動作；當實際測量值高於設定上限值時，stc89c52單片機控制繼電器k1斷開，發光二極體d1燈滅，抽水電機p3斷電，停止澆水。

手動澆水時，首先將usb接口連接到家用電源，將土壤溼度傳感器置於家居植物土壤中，打開電源開關sw1，進行上電復位，正常運行控制系統；然後根據植物種類通過按鍵開關s3和按鍵開關s4調整溼度上限值和下限值，設定後斷開按鍵開關s3與s4；需要澆水時，按下按鍵開關s2，抽水電機p3開始執行澆水動作；需要停止澆水時，按下按鍵開關s3，抽水電機p3停止澆水動作，澆水完成。

顯然，本發明的上述實施例僅僅是為清楚地說明本發明所作的舉例，而並非是對本發明的實施方式的限定。對於所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這裡無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明權利要求的保護範圍之內。