基于單片機的智能灌溉機器人系統(tǒng)設(shè)計(仿真圖、源代碼、講解視頻、論文)
本文設(shè)計了一個智能灌溉機器人,該機器人以AT89S52單片機為控制核心,采用模塊化的設(shè)計方案,由溫濕度采集模塊、時鐘模塊、步進(jìn)電機控制模塊、鍵盤模塊和液晶顯示模塊組成。
溫濕度采集模塊以DHT11溫濕度傳感器為核心,步進(jìn)電機控制電路模塊采用了達(dá)林頓驅(qū)動芯片ULN2003,時鐘模塊為DS1302,顯示電路模塊主要由LCD12864構(gòu)成。
該機器人能自動對土壤的溫濕度進(jìn)行檢測,把采集到的溫濕度和當(dāng)前時間顯示在LCD12864上,當(dāng)實際濕度低于警戒值時單片機自動啟動步進(jìn)電機進(jìn)行灌溉,同時支持手動進(jìn)行灌溉。
關(guān)鍵詞:智能灌溉機器人;AT89S52;DHT11溫濕度傳感器;ULN2003達(dá)林頓驅(qū)動
本文以AT89S52單片機為主要硬件模塊,通過軟件編程實現(xiàn)對土壤溫度、濕度進(jìn)行檢測,當(dāng)所測的實際濕度低于警戒值時,將觸發(fā)灌溉控制器裝置,進(jìn)行自動灌溉,機器人還可以實現(xiàn)手動控制灌溉方式,自動灌溉,采集的溫濕度實時顯示在LCD12864液晶屏上,同時加入時鐘顯示模塊,實現(xiàn)時間實時顯示,從而也體現(xiàn)了多用途、人性化的現(xiàn)代智能化機器人設(shè)計要求。
根據(jù)本設(shè)計的功能要求,現(xiàn)確定此方案:以AT89S52單片機為控制電路的核心,采用模塊化的設(shè)計方案。
本設(shè)計總分為五大模塊:溫濕度采集電路模塊、時鐘模塊、鍵盤電路模塊和液晶顯示電路模塊、步進(jìn)電機控制電路模塊。
其中溫濕度采集模塊核心器件為數(shù)字式溫濕度傳感器DHT11,時鐘模塊使用DS1302時鐘芯片,顯示電路以液晶顯示器LCD 12864為核心構(gòu)成,步進(jìn)電機控制電路以達(dá)林頓驅(qū)動芯片ULN2003為核心,再配合鍵盤電路實現(xiàn)對土壤濕度進(jìn)行檢測。
在本系統(tǒng)中,濕度灌溉分兩種控制方式:自動控制方式和手動控制方式,用戶可在兩種方式之間自由選擇。
在自動控制方式下,利用濕度采集模塊檢測到的溫濕度已校準(zhǔn)數(shù)字信號數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合處理,再傳送給單片機。單片機將接收到的數(shù)據(jù)和單片機內(nèi)存的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較,若收到的數(shù)據(jù)低于設(shè)定的數(shù)值,則步進(jìn)電機控制電路模塊啟動步進(jìn)電機進(jìn)行灌溉。
若收到的數(shù)據(jù)不低于設(shè)定的數(shù)值,則不啟動步進(jìn)電機進(jìn)行灌溉。同時單片機將采集到的數(shù)據(jù)和系統(tǒng)的灌溉狀況在現(xiàn)實模塊的顯示屏上顯示出來。灌溉進(jìn)行一定的濕度滿足最低標(biāo)準(zhǔn)后自動停止。
用戶可通過灌溉方式切換鍵切換到手動控制方式。通過手動控制按鍵,實現(xiàn)手動開啟灌溉和手動關(guān)閉灌溉。
綜上所述,本系統(tǒng)不但具有非常友好的人機交互界面,而且具有良好的實時控制功能,能及時響應(yīng)用戶請求。同時系統(tǒng)配合實時時鐘,在液晶屏上可以實時看到當(dāng)前時間等信息。系統(tǒng)支持的灌溉方式靈活多樣,用戶可根據(jù)實際情況進(jìn)行模式選擇。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡潔,各類功能易于實現(xiàn),大大提高了系統(tǒng)的可靠性和實用性。
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