王　峰　馬妍霞

本文介紹如何在家庭或辦公室中實(shí)現(xiàn)智能澆灌，并給出具體實(shí)現(xiàn)電路。本方案選擇簡單的8051單片機(jī)，配以相應(yīng)的外圍電路完成土壤含水量檢測(cè)和澆水控制過程。

系統(tǒng)硬件組成

整個(gè)系統(tǒng)由濕度傳感器、液位傳感器、8051單片機(jī)、固態(tài)繼電器SSR、電磁閥、水箱等組成。

1．控制器電路

控制器電路如圖1所示，芯片選用價(jià)格低廉的8051單片機(jī)，ADC0809與8051采用查詢方式接口電路。由于ADC0809片內(nèi)無時(shí)鐘，可利用8051提供的地址鎖存允許信號(hào)ALE經(jīng)D觸發(fā)器二分頻后獲得。ALE腳的頻率是8051微控制器時(shí)鐘頻率的1/6，微控制器時(shí)鐘頻率采用6MHz，則ALE引腳的輸出頻率為1MHz，再二分頻后為500kHz，正好符合ADC0809對(duì)時(shí)鐘頻率的要求。由于ADC0809具有三態(tài)鎖存輸出，故其8位數(shù)據(jù)輸出引腳可直接與數(shù)據(jù)總線相連。地址譯碼引腳A、B、C分別與地址總線的低三位A0、A1、A2相連，以選通IN0～I(xiàn)N7中的一個(gè)通道。將P2.7作為片選信號(hào)，在啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換時(shí)，由微控制器的寫信號(hào)和P2.7控制ADC的地址鎖存和轉(zhuǎn)換啟動(dòng)。由于ALE和START連在一起，因此，ADC0809在鎖存通道地址的同時(shí)也啟動(dòng)轉(zhuǎn)換。在讀取數(shù)據(jù)結(jié)果時(shí)，用微控制器的讀信號(hào)和P2.7引腳經(jīng)一級(jí)或非門后，產(chǎn)生的正脈沖作為ENABLE信號(hào)，用以打開三態(tài)輸出鎖存器。

2.電池電源監(jiān)控系統(tǒng)

電池電源監(jiān)控電路如圖2所示。電源采用９V標(biāo)準(zhǔn)電池供電，由8051單片機(jī)監(jiān)測(cè)電池供電情況，當(dāng)電壓低于規(guī)定電壓時(shí)MAX666C/D的LBO引腳向單片機(jī)的P2.6腳輸入高電平驅(qū)動(dòng)報(bào)警,表明需要換電池。

3．報(bào)警電路

報(bào)警電路如圖3所示。8051的P2.5腳輸出矩形波驅(qū)動(dòng)晶體管Q1做開關(guān)用，使蜂鳴器輸入矩形波，發(fā)出聲音。為了實(shí)現(xiàn)缺水和低電壓兩種報(bào)警，可以通過編程實(shí)現(xiàn)輸入兩種不同頻率的矩形波，發(fā)出兩種不同的聲音。

4．工作原理

直接將傳感器探測(cè)頭插入待測(cè)土壤中，將土壤濕度轉(zhuǎn)化成相應(yīng)模擬電壓，將該模擬電壓分別送到ADC0809的8個(gè)輸入端， 0#濕度傳感器的模擬電壓輸入通道0，1#濕度傳感器的模擬電壓輸入通道1，依次類推。然后將通道0～7的模擬電壓轉(zhuǎn)換成數(shù)字電壓，按電壓－含水量公式，經(jīng)過單片機(jī)運(yùn)算，得出實(shí)際的土壤含水量值，與要求值比較，如小于要求值則驅(qū)動(dòng)相應(yīng)電磁閥打開給花盆澆水。

水箱內(nèi)設(shè)置液位傳感器，由8051單片機(jī)監(jiān)測(cè)水位變化，水位低于規(guī)定值時(shí)報(bào)警，表明需要加水。

程序流程圖

程序流程圖如圖4所示，單片機(jī)初始化后，首先檢測(cè)電源電壓是否低于規(guī)定值，如低于規(guī)定值則報(bào)警。然后檢測(cè)水箱內(nèi)水位值是否低于規(guī)定水位，若低于規(guī)定水位就報(bào)警。其后分別依次檢測(cè)1#～7#花盆的土壤濕度，如低于要求值，則設(shè)計(jì)數(shù)值，打開電磁閥，開始計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)完畢后關(guān)閉電磁閥。在本刊的網(wǎng)站(www.eleworld.com)上給出了源程序，供讀者參考。