基于Atmega48的自动浇花系统设计
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摘 要 本系统采用Atmega48单片机为核心芯片，利用AM1001电阻式湿度模块来采集土壤的湿度，利用温度传感器DS18b20进行温度采集。温度、湿度信息通过LCD1602进行显示输出，信息处理后通过继电器输出控制，打开电磁阀工作，实现按需浇水。
【关键词】Atmega48 AM1001 DS18b20 自动浇水
近年来，随着人们生活水平的逐步提高，在一些办公地点、公共场所或是家中摆放盆栽绿色植物非常普遍。目前市场上也有不少直接喷淋浇水器，不是按照盆栽植物的实际需要进行及时供水的。因此利用单片机设计一款家用自动浇花系统，进行按需浇水，方便人们外出不在家时，能及时补充植物水分，这种做法非常必要。
1 自动浇花系统硬件设计思路
本系统主要使用Atmega48单片机为主控芯片，信息采集由土壤湿度传感器AM1001和数字温度传感器DS18B20提供，信息处理主要由Atmega48单片机完成，包括信息保存、信息比较和模数转换等功能，信息输出主要包括LCD显示输出和继电器输出两项工作。自动浇花系统设计框图如图1所示。
2 系统功能说明
Atmega48单片机内部自带有模数转换器和数模转换器，将从湿度传感器AM1001采集到的湿度模拟电压值，经过放大处理后，转换为数字量传送给单片机保存处理。其中温度、湿度的规定上限值和下限值需要保存在单片机的片内存储器ROM中，把得到的土壤湿度采集值与已经设好存放在单片机ROM中的给定湿度阈值进行数值比较，若湿度采集值小于给定的湿度
阈值的最小值时，语音模块启动工作，提示用户将要进行自动浇水操作。继电器输出控制开关闭合，打开水泵电机工作;当湿度当前值大于设定好的湿度阈值的最大值时，继电器输出控制不工作。若湿度采集值在湿度给定阈值的上限和下限范围内，继电器输出控制不工作。数字温度传感器DS18B20进行实时温度的采集，将采集得到的温度当前值直接送到LCD1602输出显示。LCD显示模块用于显示实时温度值和湿度值。
3 系统硬件设计
3.1 Atmega48单片机
ATmega48 有如下特点:片内4KB的可编程Flash，256B EEPROM，512B 静态RAM，23 个通用I/O 口线，32 个通用工作寄存器，支持片内调试与编程，三个具有比较模式的灵活的定时器/ 计数器(T/C)，片内/外中断，可编程串行USART，有起始条件检测器的通用串行接口，8路10位具有可选差分输入级可编程增益的ADC ，具有片内振荡器的可编程看门狗定时器，一个SPI 串行端口，五个可以通过软件进行选择的省电模式 。
3.2 湿度传感器AM1001
AM1001电压输出湿度模块是由电阻式湿敏元件组成，测量范围在30-90%RH，测量精度上限值为5%RH，供电电源为5V DC，该模块具有体积小，功耗低，可靠性高，价格低等优势，主要使用在大气环境监测、加湿器、空调等地方。
3.3 温度传感器DS18b20
DS18b20目前广泛使用在温度控制系统中，作为温度传感器使用。具有独特的单线接口，只需要一个端口就可以方便与单片机进行数据通信，不需要外部器件连接，测温的范围是-55-+125，温度计分辨率可以选择在9-12位。
3.4 LCD显示模块1602
输出显示部分采用常用的1602进行人-机交互界面的显示控制，它具有体积小、超薄轻便、功耗低和显示内容丰富等优点。该显示模块具有2行16列能显示32个字符，管脚的电源
引脚接到5V电源上，方便1602的输入端直接与AT89S52的I/O进行并行数据传送。
4 系统软件设计
如图2所示。
主程序开始时，需要将使用到的芯片进行初始化，包括对AM1001初始化、DS18B20初始化、LCD1602初始化和单片机的串行数据通信口初始化，整个系统按照模块化的设计思路进行编程，利用C语言来编写主程序、温度采集子程序、湿度采集子程序、数据处理程序、显示模块子程序、继电器控制子程序等，C语言程序的可移植性强，方便查看和修改。
5 结束语
本文设计了一个基于Atmega48的自动浇花系统，给出了系统的硬件设计思路。对一些要求不高的场合，使用可以达到节水节能的目的。但本系统只是给出了整体的思路，具体一些细节问题还可以修改，在湿度传感器采集到土壤湿度后，若采集值大于给定的土壤湿度最大值时，土壤湿度过大对于作物也是不利的，应该利用除湿方法进行处理。
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