引言
随着人们生活水平的逐步提高，越来越多的家中摆放盆栽，以美化家居环境、陶冶情操。但是，现在人们工作压力大、生活节奏加快、工作繁忙，经常忘记给盆栽浇水，有时因出差、加班等原因甚至无暇顾及对花草浇水，容易导致花草枯死。
为此，设计了一个基于AVR单片机的盆栽自动浇水系统，可以根据盆栽土壤的温湿度变化自动浇水，以保证盆栽在无人打理时能及时补水。由于传统的直接喷淋浇水方式不易控制浇水量并降低栽植土壤质量，不利于盆栽生长，本系统采用滴水浇灌方式。另外，为了满足干透浇透的浇水模式，避免出现只浇表面的腰截水现象，可在盆栽土壤下方放置湿度传感器，用以监测土壤的湿度情况考虑到季节气候的影响因素，秋冬季时浇水可选在早晨进行;春夏季植物生长旺盛且蒸发量较大，浇水可分早晚两次进行，以及时对盆栽补充水分。
1盆栽自动浇水系统设计
本系统通过温度传感器 DS18 B20和湿度传感器FC一28分别采集土壤的温湿度数据。与土壤湿度阀值比较，低于湿度阀值下限时打开电磁阀进行浇水，到达湿度阀值上限则关闭电磁阀停止浇水。土壤的湿度基准阀值上下限可结合不同的花卉种类进行设置。考虑到气温高时水分蒸发量较大，湿度阀值应为湿度基准阀值加上温度调整量。其中，温度调整量为与温度相关的湿度经验值。根据盆栽自动浇水方法，本系统可划分为相应几个模块进行设计。
检测电路的探头a, b之间的土壤等效电阻值随土壤的湿度变化，b点与地连接，a点电位可作为模拟量直接输出至单片机，也可通过内置的LM393与预设电位值比较后作为开关量输出至单片机。当湿度低于设定的阀值时，开关量输出高电平;当湿度高于设定的阀值时，开关量输出低电平。这样控制的优点是直接输出开关量给单片机，缺点是无法实时跟踪土壤的湿度变化。因此，本系统采用模拟量输出方式，把采集到的模拟量通过ATmega 16 L单片机内部的A/D通道转换成湿度数据，再与土壤湿度1}7值比较。这里需要提及的是，在产业化阶段，可用耐腐蚀、高导电率的材料专门制作探头接触片a和b，同时省去LM393开关量部分，以进一步提高系统的稳定性，降低硬件成本，以利于该产品的推广。
2系统的硬件设计
根据智能浇花系统的总体设计示，系统以ATmegal 6 L单片机为控制核心，其它部分以模块化进行设计。ATmegal 6 L是增强的AVR RISC结构的低功耗8位CMOS微控制器，内部资源丰富。与51系列单片机相比，除了具有基本的I/0口和3个内部定时器/计数器外，还含有EEPROM , 8路10位ADC转换通道等片上外围集成电路避免了增加外部存储器和A/D转换器的设计，从而使系统硬件设计更为简化、可靠。
2.1电源模块设计
由于电磁阀2W一160一15正常工作电压/电流为24V/2A，其它部分可用SV电源供电，因此电源模块设计采用变压器降压，整流滤波后分两路给系统供电。一路采用线性稳压芯片KA7805 E稳压，提供+SV电源给单片机系统;另一路由稳压芯片LM2576HVT - ADJ稳压+24 V，输出电流最高可达3A。
2.2温度传感器DS18B20与单片机接口
温度传感器DS18B20较为常用，具有体积小、干扰能力强、测量精度高等优点，且测量范围较宽，从-55℃到+125℃可测，固有测温分辨率为0 . 5 0C，具有较高的性价比。DS18B20与单片机相连只需一根线即可，接线较简单。
2.3常闭电磁阀2W-160 -15与单片机接口
由于所采用常闭电磁阀2W一160一15的驱动电压/电流是24V/2A，因此使用继电器来对电磁阀马〔动。单片机PBS给出高电平时，晶体管Q1导通，绍电器通电，电磁阀打开浇水;低电平时，Q1截止关闭电磁阀。
为了对土壤湿度基准阀值进行调整，以适应不同的花卉盆栽生长需要和地域的气候条件，同时也为了能对时间和日期进行校准调整等，系统还相应增加按键输入模块。
3软件设计
AVR单片机程序采用美国ImageCraft公司提供的ICCAVR编程软件开发。ICCAVR使用符合ANSI标准的C语言进行8 /16位微控制器(MCU)程序设计，是ATMEL公司推荐的第三方C编译器之一。盆栽自动浇水系统程序由1个主程序和1个中断子程序构成:主程序实现系统功能，中断程序实现逐秒计时功能。程序的编制在计算机上完成，编译后把程序下载到ATmega 16 L进行测试和运行。
4结论
设计了一种基于AVR单片机的盆栽自动浇水系统，定时对温度进行数据采集并动态调整湿度的阀值;然后采集当前土壤湿度，与调整后的湿度阀值比较，当低于下限阀值时，控制继电器打开电磁阀，对盆栽进行浇水，直至不低于上限阀值时，控制继电器关闭电磁阀，停止盆栽进行浇水。系统硬件资源利用合理，可扩展性好，程序设计思路清晰、简单、可行。经实验测试表明，盆栽自动浇水系统能够根据湿度传感器和温度传感器采集的数据对盆栽进行自动浇水控制，实现无人值守的浇水功能。
参考文献:
[1]马潮，詹卫前，耿德根ATmega8原理及应用手册北京:清华大学出版社，2003
[2]沈文AVR单片机C语言开发入门指导[M]北京:清华大学出版社，2003
