基于传感器的自动浇花系统
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【摘 要】本文通过利用传感器、单片机以及Arduino程序亲身实验，设计出了一款可以自动浇花的系统。首先利用湿度传感器检测出土壤的温湿度，将检测值处理成单片机可以接收的信号之后，然后通过判断该值是否在正常的湿度范围内，如果低于湿度的正常值范围，就发出浇水指令，让水泵自动浇水，如果高于湿度的正常值范围，就发出中止浇水的指令，水泵会自动停水。运用此系统，可以很好的解决一些在自己家种植花卉等小型植物的浇水难的问题，十分方便、省时省力。
【关键词】湿度传感器；Arduino；单片机；自动浇花
引言
陸游在《春游中》曾说过：“时时微雨却相宜，养花天色君须记。”随着时代的发展，人们的生活水平得到了很大的提高，慢慢的也都学会了陶冶情操。养花养草类似的需求也越来越多。但是也出现了一些问题，一些粗心的人虽然乐于陶冶情操，但是总是忘记为花草浇水以至于花草枯死。本系统的设计和日常生活中花草的种植的需求十分紧密的联合在一起，制作成本又十分低廉，可以满足很多这样的个人趣味性的需求。
工作原理：
首先要先编制好Arduino的程序，程序大致内容包括：输入的界限值为700，当数字信号<700时，屏幕显示“我不渴了”，说明湿度足够停止浇水，当湿度较小时，则显示“我渴了”，此时水泵会自动出水进行浇水。然后通过电阻式湿敏元件（湿敏电阻）来测量土壤中的水分含量，也就是湿度的大小，然后通过传感器的金属触脚传到计算机，并在数据引脚上发送数字信号，通过Arduino设计出的程序来控制水泵的出水或者不出水，以此来达到自动控制的目的。通过系统的自动检测湿度，然后判断湿度大小，再进行发出水泵出水或者停水的指令，以此来完成整项操作。在这个过程中，完全不需要人为的参与，可以极大地节约了人们的时间和精力，也能够保障植物花草的正常生长。
系统介绍：
传感器连线方式：
程序设计：
电路连接方式：
误差分析：
在整个系统的设计过程当中，有时会出现一些小问题，但经过多次的改良和测试，系统可以进行正常的使用，虽然可能会有一些小小的误差，误差的来源主要分为下面几点：
1、土壤湿度传感器与土壤的插入深度与探针都会直接影响测量的准确值
2、电路设计时和信号的传递过程不太完善
3、由于湿敏电阻的抗污染能力较弱，会造成实际测量湿度有误差存在，还包括现场环境的干扰
4、湿度检测的过程中可能存在延迟现象
5、湿度显示的示数不太精准
6、在电路板与原件的连接过程方面，做得不太精细，可能会造成接触不好的现象，导致结果出现偏差
在实验的过程当中，经过上百次的重复实验和数字信号采集的数据图像显示，这些误差大多数我们都可以通过人为的再次改善进行避免，例如可以将电路与元件的连接方面做的更好些、注意土壤湿度传感器的插入深度的选取等等。只有通过重复的测试、完善，才能够将系统的功能更加的完善。
适用范围：
从大体上来看，这个自动浇花系统可以满足很多人的需求，尤其是那些平时特别忙碌又想陶冶情操、养些小植物、花花草草的人。首先，这个系统适用于那些私人家庭当中那些对养殖的花卉、植物、盆景和盆栽的果木等类似植物的需求，有了这个系统，可以帮助家人解决帮植物浇水的问题，既能帮助美化自己家的环境，又能够维持植物的生长不至于死亡，这样岂不是两全其美。同时，这个自动浇花系统还适用于那些宾馆、会所、办公室等高端场所，在这个系统能够达到智能护理植物的同时，也为这些高端场所带来了更高大上的视觉享受，从某些方面来说也能收获到意想不到的作用。
最后，如果将自动浇花系统进一步扩大完善的话，可以使它的工作能力、工作范围更加的庞大。如果能够达到这些需求的话，那么对于那些种菜、种地的农民或者温室大棚的持续发展，都可以起到很大的作用。不仅能够帮助持有者节约时间和精力，还能够节约成本、提高农作物的产量。此外，对于那些研究植物或者农作物性能或者其他研究的人，这个自动浇花系统也可以帮助他们控制植物的水分含量，在一定程度上也能够促进对研究的进行。
结论
本文通过介绍自动浇花系统的原理、硬件设施以及误差分析和适用范围，详细的为大家介绍了这个系统，可以加深大家对这个系统的了解和认识，满足某些需求者的喜好。
本文工作得到辽宁科技学院青年基金支持（Qn201601）、辽宁教育厅青年基金支持（L2017lkyqn-07）
参考文献：
[1]赵丽、张春林 《基于单片机的智能浇花系统的设计与实现》长春大学学报【N】2012.6
[2]陈立刚、冯伟伟等 《基于Android客户端GSM信息模块的远程浇花系统》电子技术应用【J】2016
（作者单位：1.辽宁科技学院中美双百学院测控；
2.辽宁科技学院基础部）
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