郭? 瑋1，黃傳卿2 （1.?山西農(nóng)業(yè)大學工學院，山西?太谷?030801； 2.?華錄森寶電子科技有限公司，福建?廈門?361006）

摘? 要：隨著人們生活水平的提高，養(yǎng)花成為越來越多人的喜好。為了保證花卉能在適宜的溫濕度下生存，以 STC89C52單片機為核心，設(shè)計了一款小型花卉培養(yǎng)室的智能加濕器。該加濕器能夠?qū)κ覂?nèi)的溫濕度進行實時 監(jiān)測，將測得的數(shù)據(jù)反饋給單片機與給定值進行比較從而實現(xiàn)濕度的實時控制，并且通過LCD1602液晶顯示屏 顯示室內(nèi)的溫濕度值，實現(xiàn)了小型花卉培養(yǎng)室濕度的自動調(diào)節(jié)，為小型花卉培養(yǎng)提供一個合適的濕度。 

關(guān)鍵詞：單片機；加濕器；自動；傳感器

0  引言 

隨著人們生活水平的提高，養(yǎng)花成為越來越多人的 愛好。每種花卉尤其是珍奇花卉都有自己適宜的溫濕 度，而大棚種植經(jīng)常會遇到溫度過高、濕度不夠等情 況，從而導致花卉在種植過程中出現(xiàn)脫水干枯、生長緩 慢等問題。故本文將加濕器和需要種植花卉一起放入小 型培養(yǎng)室內(nèi)，通過加濕器來調(diào)節(jié)室內(nèi)的濕度，從而確保 花卉在適宜濕度下生長，智能加濕器能夠自動調(diào)節(jié)小型 培養(yǎng)室內(nèi)的濕度，確保培養(yǎng)的花卉一直處于最適合的濕 度，這對植物生長有很大幫助^[1-2]。

1  整體設(shè)計 

本智能加濕器控制系統(tǒng)實物圖如圖1所示。該系統(tǒng) 采用STC89C52單片機^[3]為主控芯片，溫濕度傳感器實時 檢測室內(nèi)溫濕度，并將采集的數(shù)據(jù)傳送給STC89C52單 片機，單片機將反饋值與預設(shè)數(shù)值進行比較，實現(xiàn)加濕 器的智能開啟和關(guān)閉。并通過液晶顯示屏顯示室內(nèi)當前 的溫濕度值。水位傳感器主要用于監(jiān)測水位限位，然后將信息反饋給單片機，當超出水位時，報警電路發(fā)出報 警信號^[4]。

本智能加濕器可以對不同品種的花各自所需要的最 適宜溫濕度進行手動設(shè)置。用戶只需要設(shè)置好相對濕度 值和最低水位值，就可以實現(xiàn)自動加濕。DHT11將收集 到的數(shù)據(jù)傳送給單片機，單片機會與用戶預先設(shè)定好的溫濕度值比較來判斷此時是否需要加濕。如果水位過低 時啟動報警功能并關(guān)閉加濕器。本次設(shè)計采用LED燈來 顯示加濕器是否在工作^[5]。

2  自動加濕器的硬件電路設(shè)計 

本智能加濕器硬件設(shè)計原理圖如圖2所示。主要包 括單片機最小系統(tǒng)電路、檢測電路、人機接口電路和執(zhí) 行機構(gòu)，電源模塊為單片機供電。

2.1 最小系統(tǒng)電路 

晶振電路和復位電路分別如圖3和4所示。晶振電路 給單片機提供穩(wěn)定的時鐘頻率，復位電路與單片機的 RST引腳相連，電阻一端接地，電容一端接5V電源。

2.2 溫濕度傳感器連接電路 

本智能加濕器采用DHT11溫濕度傳感器，電路連接 原理如圖5所示^[6]，采用5V電壓供電，輸出2端口與單片機的P3.4端口相連。 

2.3 水位檢測連接電路 

水位檢測電路由 HC-SR04超聲波模塊和 外圍電路組成，原理圖 如圖6所示。1腳接地， 4腳接5V電源。2腳與 MCU的P3.7引腳相連， 輸出回波信號。3腳與 單片機的P3.6相連，用 來輸入觸發(fā)信號。

2.4 顯示電路 

顯示電路連接如圖7所示。LCD1602液晶顯示屏 的D0~D7引腳依次與單片機的P0.0~P0.7相連。RS、 RW、E引腳分別與單片機P1.0~P1.3相連。VCC引腳接 5V電源。

2.5 報警電路 

報警電路原理圖如圖8所示，當單片機的P21或P20 端口輸出低電平的時候，對應的發(fā)光二極管點亮，指示 加濕器的工作狀態(tài)和水位低的報警信號。

2.6 按鍵電路 

按鍵電路原理圖如圖9所 示。設(shè)置控制加濕器工作濕度 的上限。每次按下S1按鈕，數(shù) 字光標將從左向右跳躍，可根 據(jù)需要按S2和S3按鈕調(diào)節(jié)濕 度值。 

2.7 驅(qū)動電路 

驅(qū)動電路原理圖如圖10所 示。使用繼電器電路來控制加 濕器的驅(qū)動，由電阻器和三極 管連接組成。當MCU的P2.2 端口輸出低電平時，三極管導 通，繼電器就會吸合，加濕 器通電開始工作。當MCU的 P2.2端口輸出高電平時，晶體 管關(guān)閉，繼電器停止工作，加 濕器停止工作。

3  自動加濕器軟件設(shè)計 

程序流程圖如圖11所示。首先進行初始化操作，載 入程序之后，開始鍵盤掃描，延遲，然后讀取DHT11傳 感器采集到的當前室內(nèi)溫濕度值和HC-SR04傳感器測 得的水位，在LCD1602上顯示溫濕度。判斷水位是否大 于預設(shè)水位，若小于預設(shè)水位，則聲光報警并關(guān)閉加濕 器，若水位高于預設(shè)水位，再判斷是否超過預設(shè)濕度， 若超過，則停止加濕，數(shù)據(jù)經(jīng)行初始化，如此循環(huán)直到 低于預設(shè)濕度，繼續(xù)加濕。

4  調(diào)試 

將連接好的智能加濕器置于小型花卉培養(yǎng)室中，設(shè) 置最佳濕度為50%，水位最低值為0.2米，DHT11溫濕 度傳感器每隔一定時間就將采集一次濕度數(shù)據(jù)并將通過 LCD1602顯示。

測試結(jié)果表明：當前室內(nèi)濕度35%，溫度24° C。經(jīng) 過大約15min后，室內(nèi)濕度達到50%，暫停加濕。該系 統(tǒng)穩(wěn)定可靠，可以實現(xiàn)對小型花卉培養(yǎng)室的濕度調(diào)節(jié)。

參考文獻： 

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[5] 杜深慧. 溫濕度檢測裝置的設(shè)計與實現(xiàn)[D].保定：華北電力大 學(河北), 2005. 

[6] 彭一準,殷曉航,高曉峰,等,基于MSP430 的智能空氣凈化加濕器[J].電子產(chǎn)品世界 .2016(11):43-46.

本文來源于科技期刊《電子產(chǎn)品世界》2020年第03期第30頁，歡迎您寫論文時引用，并注明出處。