行業科技
作者：蘇賜民
【摘要】本設計是基於單片機AT89S52處理器的帶語音播報的自動澆水控製係統。其特色是通過置於花盆中的濕度傳感器、溫度傳感器獲取植物土壤水分和溫度信息，並通過語音芯片播報和LCD液晶屏顯示，實現植物與人的“對話”，並能在特定情況下實現自動澆水功能。該係統主要分為整體功能設計、硬件設計和軟件設計三個部分。
【關鍵詞】自動澆水單片機硬件設計軟件設計
一、係統功能
隨著人們生活質量的不斷提高，人們更多地追求舒適、便捷的生活。在家裏種植一株美麗的、精心挑選的植物能為家庭增添許多情趣。通常花卉植物對肥水等栽培條件要求都比較嚴格，澆水不足時，易導致幹旱，使葉子枯萎、脫落；澆水過多時，通氣又不好，容易引起根係腐爛、死亡。
因此，如果能夠設計出一種自動澆水係統，它不僅能夠自動對這些花花草草進行澆水，而且在適當的時候，還能發出危險警報（譬如周圍的溫度過高而不適合培養花草），提醒人們要對這些花草進行適當的管理和對溫度的調節。這樣的話，種植的花草就不怕會枯萎了，從而使人們免除照料花草的繁瑣，省時又省心。
本智能係統由傳感器、信號處理電路、單片機、鍵盤、語音播報電路、輸出控製電路等構成。它采用單片機測控技術來實現對植物生長環境信息的多路數據采集、多路控製信號輸出，針對不同的植物設定不同的溫度和濕度，實現多種自動灌溉控製方式，達到節水節能，省時省力的效果。其特點如下：
1 實現按需灌溉功能，按照植物的需求開啟和關閉灌溉係統，實現一般的控製；
2 傳感係統能夠時刻監控著植物所處環境的濕度和溫度，根據濕度和溫度變化情況，判斷植物是否狀態良好或者是否需要照料；
3 語音播報功能，當有人靠近植物時，傳感係統通過語音芯片發出某種聲音以表示植物當前的狀態；
4 係統結構簡單，成本低，操作方便；
二、硬件部分
1 硬件框圖
自動澆水係統可分為以下幾個模塊：鍵盤設置模塊、傳感器采集和信號轉換模塊、語音播報與信息顯示模塊、單片機綜合控製處理模塊、自動澆水模塊等。
係統各個模塊的功能：
（1）鍵盤模塊：實現對植物土壤濕度、溫度要求的預期設置。編寫程序實現各按鍵功能和與單片機綜合控製處理模塊的鏈接。
（2）傳感器采集模塊：實現對植物土壤濕度、溫度信息的采集和轉化處理，實現信號的數模轉化以及信息向語音播報與信息顯示模塊和單片機綜合控製處理模塊的輸入。
（3）語音顯示模塊：實現對植物土壤濕度、溫度信息的播報和顯示，告訴和提醒人們植物的生長情況，以便人們做出合理調整。
（4）控製處理模塊：單片機實現對整個係統的綜合管理，主要任務是接收信息、信息與預設值的判斷、信息的輸出、對自動澆水係統的控製。
（5）自動澆水模塊：實現對植物的自動化澆水功能，獲得單片機信號後做出適當反應，或當主人做出即時照料時可實現自動抽水澆灌。
2 係統的原理圖
三、軟件部分
本係統軟件設計將采用流行的模塊編程方法，每一個功能程序模塊都能完成某一明確的任務，實現具體的某個功能，如溫濕度數據采集、鍵盤掃描、澆水控製、顯示等。實際的應用程序一般由一個主程序（包括若幹功能模塊）和多個子程序構成。采用模塊化的程序設計方法有以下優點：單個模塊結構的程序功能單一，因而易於編寫、調試和修改；便於分工，可由多個程序員同時進行編寫調試；程序可讀性好，便於功能擴充和版本升級；程序的修改可局部進行，使用頻繁的子程序可以彙編成子程序庫，以便於多個模塊調用等。
本軟件設計中，把整個程序按照各子程序完成的功能分為：主程序；鍵盤掃描子程序；設置程序；延時程序；時鍾操作及控製功能子程序；中斷程序等組成；其它功能程序等。
四、小結
自動澆水控製係統在現實生活中有著比較重要的意義。它為人們提供了一種高效方便的盆栽管理方法，具有低功耗、低成本、高效益、智能化的特點。隨著我國經濟的快速發展，城市化建設步伐的加快，節水灌溉技術在農業、畜牧業、林業、園林綠化、運動場地、環境保護（降塵除塵）等行業和領域得到日益廣泛的應用，並取得了顯著的經濟效益和廣泛的社會效益。