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藏汉双语智能花卉养成系统

专家
2013-01-30 10:21:56    评分

作者:西藏大学 李琳彬 许胜博 尹雄

指导教师:李勇峰

 

  作品简介

 

  在高层建筑日益崛起,身居闹市的人们,日益感到与大自然的疏远,因此,人们渴望利用自己有限的居室,庭院或阳台空间,创造一个宁静、舒适,具有大自然情趣的工作和生活环境,人们养花育花,是为了陶冶性情,回归自然,以此也是为了消除疲劳。同时,花卉的艳丽和优美的姿态,也能给人们带来美的享受和自然的芬芳。 家庭养花的意义在于,一般来讲,花卉是以它们独具的自然美使你赏心悦目的,不同色彩的花能给人们不同的感受。而且对于美化居室环境,净化居室空气,改善人们居住的气候等都具有重要的作用。人们都知道,有很多植物,它们都具有吸收空气中二氧化碳,放出氧气的能力,这对于居住在城市中的人们,一定是起到保护作用。如果整个城市家家户户都养花,那么,对于城市环境的改善,将有显著的效果。同时,花卉还因季节,时间与天气的变化而显现出不同的韵律。四季不同,早晚有别,晴雨受迁,从发芽、抽叶、开花、结实等不同阶段构成的节奏感,使人们可以欣赏到这种大自然生命旋律的动态美。

  但是,由于城市生活节奏紧张,人们常常因为工作繁忙而忽略了照顾自己的爱花,我就想,能不能让花卉通过一种幽默的方式来提醒一下那些粗心的主人为自己浇灌或避暑呢?于是,就产生了这个作品方案。给予花朵们感受能力,并能用一种幽默的方式用语言表达出来。如果您不理她,她还会撒娇。您不在家的时候,她会自己好好的照顾自己。这么懂事听话的花儿,您还会忽略她么?

  一、作品简介

  藏汉双语智能花卉养成系统是以花盆为基础,采用湿度等传感器及单片机内部时钟控制达到全自动化工作的设备。该系统带有多种人性化藏汉双语语音提示功能。当您在家时,她会很温柔的提醒您她需要浇水或乘凉;当您不在家时,您也不必担心家中的爱花因无人照看而枯萎,她会智能化自主浇灌。丰富了人们日常的生活。

  藏汉双语智能花卉养成系统具有三大优点:

  (1):操作简单,藏汉双语人性化提示,全自动化工作;

  (2):趣味性强,人性化语音提示,智能化管理,让您的业余生活更加丰富;

  (3):扩展性强,稍微改造,就能应用到草场自动化灌溉,城市自动绿化以及大棚自动化灌溉问题,节水节能,将极大的解放人力资源。

  操作说明

  语音提示灌溉功能:接通电源,当埋于土壤中的湿度传感器由于土壤水分太少,该系统就会自动播报提醒“主人,我好渴啊!给我浇点水吧!”(另外有藏语同样提示)。当您给其浇水后,可用沾水的湿布压在湿度传感器上模拟已经交水,感受到了湿度,该系统会自动提示“谢谢你主人!”(同时有藏语播报)。

  自动灌溉系统:如上所示,当需要浇水,但语音提示多次但仍无人应答浇水时,即主人不在家时,该系统会自动启动水泵,自动浇水。土壤内部湿度传感器感受到湿度后即可停止浇水,同时播报“谢谢你主人!”(同时有藏语播报)。实际中水泵底部侵于水中,出水口(下部较小口)外接一细管通于花盆内部。

  时钟显示功能:首先按下单片机复位键,可得到最初时间显示,根据确定键进行时间调试,进入时间调试页面时如需返回,仍然按下确定返回键即可,按下时间播报或日期播报键,可进行相应的时间与日期的播报。

  秒表功能:以时间播报键为秒表开始键,日期播报键为秒表停止键,再次按下日期播报键为清零,返回键即返回键。

  时间调试操作界面:时间播报键为向下选择键,日期播报键为向上选择键,确定键即为确定键。

  注:由于该单片机埋于土壤内部,故采用有基本进行封装,内部电路结构件文档成品照片!

  实物图:

  


  平台选型说明

 

  STCK15S2K60S2系列单片机总体介绍

  STCK15S2K60S2系列单片机是STC生产的单时钟/机器周期的单片机,是高速/高可靠/低功耗/超强抗干扰的新一代8051单片机,采用第八代加密技术,加密超强,指令代码完全兼容传统8051,但速度快8-12倍。内部集成高精度R/C时钟,+-1%温飘,5MHz-35MHz宽范围可设置,可彻底省掉外部昂贵的晶振和外部复位电路(内部以及呈高度可靠电路,8级可选复位门槛电压)。3路CCP/PWM/PCA。8路高速10位A/D转换(30万次/秒),内置2K字节大容量SRAM,2组高速异步串行通信端口(UART1/UART2,可在5组管脚之间进行切换,分时复用可做5组串口使用),1组高速串行通信端口SPI,针对多串行口通信/电视控制/强干扰场合。

 

  设计说明

 

  土壤湿度检测电路原理

  土壤湿度采集转换电路用电阻法测土壤湿度。土壤通常是导电的,其电阻随水分含量变化而变化。为避免盐分以及电极与土壤接触状况不同的影响,通常用石膏和其它孔性物质做成湿度传感器。在本控制器中,湿度传感器的电流变化,通过由LM358D双通道运算放大器等元器件将其转换为TTL电平输出和模拟信号输出两种输出模式,如图4所示。其中,滑阻RP1 (503)能很好的控制TTL电平输出时土壤湿度的阀值。这种设计不但能有效的节约成本,也能很好的实现设计功能。

  


  用信号发生器产生频率较低的正弦波信号代替湿度传感器的电流信号变化,示波器采集电路输出信号信息,端口2和端口3的输出信号仿真结果如图5和图6。可以看出,当土壤湿度传感器感受到的湿度减低达到一定阀值的时候,端口2输出电压从低平跃升到高平,实现的TTL电平输出的功能;端口3的输出电压随着湿度的减低而减小,满足了模拟信号输出的功能。

  


  水泵电机驱动电路原理

  驱动模块是以L293D驱动芯片构成的双H桥电路,如图7所示,本驱动模块对称电路,可以驱动两组小型水泵电机,其中4、5和6、7端口为单片机连接端口,2、3和8、9端口为小型水泵电机连接端口。其原理是4、5端口或6、7端口一旦产生电压差,其L293D芯片将把这个电压差按照比例放大输出。

  


  单片机程序

  程序框图

  根据环境采集参数和设定参数对比,控制不同模块工作。系统软件流程图如图8所示。通过实时采集的土壤湿度及时间判断是否需要浇水;不同状态下播放不同的人性化语音以及控制水泵工作状态保持土壤最佳湿度。

  


  成品数据测试

  电压测试

  


  作品特色

 

  本系统设计了一款藏汉双语智能花卉养成系统,具有藏汉语音提醒功能,符合藏区文化和藏民族特色。使用湿度传感器控制单片机工作,结合LCD显示是一款古老藏族文化和现代技术的结合,在包括西藏、青海在内的藏区具有很好的市场推广价值。

 

系统演示视频:http://v.eepw.com.cn/video/play/id/2781

 




关键词: 双语     智能     花卉     养成     系统     人们     时间     湿度         

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