1. 研究目的与意义
随着科学技术不断发展和人们生活水平不断提高,喜爱盆栽的人们越来越多,更多的人开始在工作学习之余,在家里或办公室里养殖盆栽。
盆栽可以净化空气,使人身心愉悦,营造良好的办公环境,提高工作积极性。
但是随着生活节奏的不断变快,对盆栽浇水费时费力,并且难以保持适宜的土壤湿度等不足很多养花族没有足够的时间照顾花草。
2. 课题关键问题和重难点
关键问题:1、温湿度检测模块:具备实时的监测温度功能、并能准确传输给单片机2、继电器浇水模块:具备正常的开闭功能3、显示模块:具备显示数据、字母的功能4、单片机模块:导入程序能正常运行和执行功能5、按键输入模块(可选):具备设定设置、切换模式等功能6、报警模块(可选):具备湿度值低于预设湿度下限值时能进行声音报警功能难点:1、无论什么类型的花卉和植物,都离不开阳光、水、空气和养料,但不同植物对于这些需求是不同的一年四季的天气情况也不同,查阅资料得知一般情况下水温和土温相差5℃左右不会造成植物根部腐烂,土壤湿度可以完美反映浇水量,所以怎样把控植物每天的土壤湿度很重要:通过湿度传感器对土壤湿度精确测量,按照预设的湿度范围,湿度比较2、温度检测模块上如何选型合理,把控好最后检测湿度精度的问题, 还要考虑到气温高时水分蒸发量较大,湿度阈值应为湿度基准阈值加上温度调整量。
温度调整量应该为与温度相关的湿度经验值。
3、设计单片机的程序,程序包括:控制浇水量,能够合理操控继电器关停,显示模块能够正确显示,报警器超过预设值能进行报警
3. 国内外研究现状(文献综述)
发展简史:随着当今社会现代化脚步的加快,自动化已成为当今世界的发展主题。
花卉的生长发育需要有一定的环境条件,这些环境条件主要有温度、水分、光照、空气成分、土壤的成分、物理机械性质、营养液的温度和成分等。
其中花卉能否良好生长最为重要的在于土壤湿度的适合程度。
4. 研究方案
花盆土壤湿度控制系统主要由五个部分组成,分别是单片机、温湿度传感器模块、浇水模块、报警模块以及电源电路,系统原理框图如下图1所示。
湿度传感器模块负责实时检测花盆土壤的湿度值,将花盆土壤的湿度值转换为对应的模拟电压,然后由单片机内部的AD转换电路将模拟电压转换为数字量,当湿度传感器模块输出电压高于设定的阈值时,单片机判断花盆处于缺水状态。
浇水模块主要由继电器和电磁阀组成。
5. 工作计划
第 1 周 接受任务书,领会课题含义,按要求查找相关资料;第 2 周 阅读相关资料,理解有关内容;第 3 周 翻译相关英文资料,提出拟完成本课题的方案,写出相关开题报告一份;第 4 周 选择温度传感器、电磁阀、继电器,参阅有关资料;第 5 周 查阅自动浇水模块资料、土壤湿度传感模块设计;第 6 周 设计浇水模块、电磁运行模块,设计相关电路模块;第 7 周 确定并绘制系统电路,分析各模块间的协作关系,分析相关电路工作原理;第 8 周 设计土壤湿度检测模块电路、自动浇水电路,设计硬件电路框图;第 9 周 设计控制程序;第10周 完善硬件设计,实现湿度阀值设定,浇水模块自动运行;第11周 完成毕业设计说明书写作,接收验收成果,接受答辩资格审查;;第12周 评阅教师评阅论文;第13周 准备参加答辩。
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