1. 研究目的与意义
在家里养花可以净化空气、美化环境，但随着社会的进步，人们的生活节奏变得越来越快。有心买花，没时间养花的现象也随之变得越来越严重。到目前为止，针对以上现象人们还没有两全其美的解决方案。 为解决这一难题，要求基于1T51单片机完成新型智能花盆设计。 该项目的成果成功诠释了电子科技创新给人们日常生活带来的便利，并同时给予人们一种别一番风味的养花体验。 我们的智能花盆集自动浇水、自动喷水、跟光运动等功能于一身，在繁忙的日常生活中为人们节省养花的时间和精力，这一优点正是人们所渴求的。 此外，我们的智能花盆在制作过程中所设计的合理的灌溉原理，精准的喷水设置，以及随时让植物沐浴阳光的逐光设计，都会促使植物茁壮成长。我们相信这一自动化的智能花盆定能在未来吸引人们的目光。
2. 课题关键问题和重难点
关键问题：自动浇水，根据土壤湿度传感器采集到的土壤湿度来判断何时浇水。自动喷水，根据时间与温度共同判断何时对植物喷水。跟光运动，根据光照强度来判断花盆任何运动。键盘调参，设计键盘可以对系统内参数进行调整。 难点：浇水控制，如只设计一个门限值，当土壤湿度达到门限值时可能出现控制水泵的继电器抖动问题。根光运动，当花盆跟随阳光从室内的一端到达另一端后，即到了晚上，如何让其回到原来的位置，以使其依此往复不需要人的干涉，实现自动化。继电器：继电器是电流控制的，如果电流不够就会出现继电器抖动的问题，如何能保证继电器的电流的需要使其完美的吸合。系统电源，选取什么样的电源才能即满足单片机5V低电流的需要又满足电机较高电流的需要。键盘调参，在不加载操作系统的情况下，如何才能在不改变程序的同时完成相关参数的调整。
3. 国内外研究现状（文献综述）
人与自然是不可分离的，但是随着社会的城镇化的发展，人们与青山绿水鸟语花香的距离越来越远。并且，生活节奏不断加快使得人们没时间养花。因此，智能花盆的概念走进了我们的生活。 智能花盆最早是由英国一名大学生发明的一种科技产品，该花盆的设计思维是为了让人们和其种植的盆栽之间拥有更多的交流。当花盆指示灯显示红色时，用户需要查找究竟是哪一项盆栽生活环境需要得到改善，直到人们寻找到正确的处理方式，智能盆栽的指示灯才会由红色变为绿色。这使得人们在种植盆栽前首先要了解所种植植物的生活特性。这就是现在百度百科中所谓的智能花盆，它对植物仅仅起到监测了作用，并不能对监测数据进行分析进而采取行动来调节植物所处的环境。从自动化的角度来看，这不能完全的被称为智能。 因此，从自动化专业的角度上，我们不仅让花盆可以监测植物的生长状况，而且还可以根据植物的需要自动的对其所处环境进行调节，完全不需要人的干涉，达到真正意义上的自动化。在监测部分我们用土壤湿度传感器来监测花盆中土壤的湿度，光敏电阻来探知室内的阳光强度，DS18B20温度传感器来感知植物周围的温度以及DS1302实时时钟芯片让花盆带上手表。除此之外，我们在花盆上加载STC15F2K60S2加强型1T51单片机，可以将采集来的数据进行分析进而进行控制，就像给花盆加上了大脑。在此基础上我们将使用车模地盘使花盆可以前后运动，L298电机驱动来控制地盘上的电机使花盆可以按照MCU的指令完成跟光运动，电动水泵进行浇水和喷水，液晶显示屏进行数据显示。此外，考虑到不同植物对阳光强度、土壤湿度及温度的要求不一样，本人将设计一个键盘配合显示屏来调整某些参数的门限值。 由于本课题需要应用ADC等模块，因此选用STC15F2K60S2加强型1T51单片机。该单片机采用STC-Y5高速CPU内核，如在相同的时钟频率下比STC12 STC11 STC10等系列还要快20%左右；60K的flash存储空间；2K的SRAM；1K的EEPROM；8通道10位的高速ADC,速度可达30万次每秒；3路PWM；内部高可靠复位；低功耗设计；硬件看门狗；42个通用I/O口等强大的功能。 我相信在不久的未来一款真正意义上的智能花盆将走进高楼大厦，为忙碌的人们留住一片绿色。 [1]陈桂友.增强型8051单片机实用开发技术[M].北京：北京航空航天大学出版社,2010 [2]毛玉良.微机系统原理及应用[M].南京：东南大学出版社,2006 [3]王敬华,林萍,张清国.C语言程序设计教程[M].北京：清华大学出版社,2005 [4]徐爱钧.STC15增强型8051单片机C语言编程与应用[M].北京：电子工业出版社,2014 [5]郝学晟,朱孟阳,李杏.自适应智能花盆的设计[J].科技致富向导,2014
4. 研究方案
采用STC15F2K60S2增强型1T51作为主控芯片，系统电源采用7.2V充电电池，直接为电机供电，5V系统通过稳压模块来降压供电。 自动浇水：土壤湿度传感器检测土壤湿度，并反馈给MCU，MCU将数据与两个设定好的值进行比较。当土壤湿度低于较小值时，继电器吸合水泵抽水浇花，土壤湿度随之升高。当土壤湿度高于较大值时，继电器弹开停止浇水。依此往复，实现自动浇水功能。 自动喷水：一天之计在于晨，设定早上八点时，MCU控制喷水系统为叶子喷一次水，使其看上去更加具有活力。等到下午两点时，即每天温度最高的时间，当室温超过设定值时，MCU控制喷水系统再次进行一次喷水，为其降温。 跟光运动：花盆前后端的两个光敏电阻不断采集光照强度，当花盆前端光强大于后端某一值时，单片机驱动小车底盘向前运行。当花盆前端光强和后端近似相等时，小车停止前进。这样就可以使花盆长时间处于阳光中，即向阳运动。并且要求晚上自动退回靠墙位置。 键盘调参：添加独立键盘配合液晶显示屏调整相关参数。
5. 工作计划
第1周：查阅文献资料（收集相关工程技术资料及应用案例）；熟悉keil开发环境。 第2周：继续查阅文献资料（收集相关工程技术资料及应用案例）；进一步熟悉keil开发环境。 第3周：论证方案可行性；探讨方案框架。 第4周：论证方案可行性；确定方案框架。 第5周：详细设计步骤；细化设计内容；重难点的罗列和其解决方法。 第6周：细化设计内容；具体解决方案研究；重难点的罗列和其解决方法。 第7周：具体解决方案研究；重难点的罗列和其解决方法。 第8周：具体解决方案；重难点的罗列和其解决方法。 第9周：硬件设计。 第10周：软件设计；撰写论文。 第11周：软硬件综合设计。 第12周：系统调试；提交论文。 第13周：系统优化。 第14周：毕业论文答辩。
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