摘 要本次课题主要是对智能浇灌系统的发展现状和历史背景、软硬件系统和系统调试等内容进行描述，设计一款可以对盆栽土壤温湿度以及环境空气温湿度进行实时检测并且能够通过ESP8266通信模块向手机进行浇花提示等功能的智能浇灌系统，在整个智能浇灌系统中，主控是通过以AVR单片机为核心控制器的单片机应用开发板Arduino的Free Life自动浇花控制器实现对外部检测单元DHT11温湿度传感器、土壤湿度传感器和XBee USB 适配器的输出控制从而实现对植物土壤和植物生存环境温湿度信号的检测以及对温湿度检测超过阈值的预警LED灯，并将检测数据进行输出显示。通信系统是使用市面上比较普见的ESP8266 WIifi Bee模块，系统通过这种类型的主控核心的扩展，实现了实时监测数据的无线传输和对系统操作的远程控制，大大的节省了整个系统的设计成本、开发时间以及有线传输时出现的功率消耗等性能。软件方面主要是主控制单元程序和各模块的检测单元子程序组成，在软硬件电路的相互配合之下，实现对植物全天候环境检测预警的护航功能。通过各个时段各种环境下的测试之后看出这个系统不仅仅是系统内部运行稳定与此同时在各种运行环境中也能完美工作，在人机交互体验感和植物检测预警可靠性方面具有良好的效果。
目录
一、引言 6
自动浇灌系统的发展背景 6
自动浇灌系统的国内外发展现状 7
本文主要研究内容 7
二、自动浇灌系统的设计思路 9
三、系统硬件设计 10
（一）自动浇灌控制系统主控电路设计 10
（二）土壤湿度检测电路设计 11
1.土壤湿度传感器简介 11
2．ESP8266 WiFi Bee通信模块简介 13
3．DHT11数字温湿度传感器简介 14
4.XBee USB Adapter 适配器简介 16
5.小型潜水泵简介 17
四、系统软件设计 18
（一）自动浇灌系统的主程序流程 18
(二)DHT11温湿度检测流程 19
(三)土壤湿度检测流程 20
五、系统调试 22
（一）实物制作与调试 22
六、总结 *51今日免费论文网|www.jxszl.com +Q: ￥351916072￥ 
与展望 29
参考文献 30
致 谢 31
附录 32
原理图 32
一、引言
自动浇灌系统的发展背景
从上世纪九十年代开始，国内外的研究学者们就开始注意到物联网是信息技术发展的重要组成部分，也是“信息化”时代浪潮最为重要的结构之一，在物联网领域，传感器是当之无愧的排头兵，网络链接万物，数据靠的是传感器对周遭环境信息的接收与反馈，人们开始将传感器应用于各行各业的方方面面。从整个自动浇灌系统的历史发展过程来看，浇灌是植物种植方面最棘手的一个问题，对于养花种树护理盆栽的人们来说，不仅仅是浪费人力资源，还在于人工浇灌不能准确的把握植物的汲水量，这也就导致了对植物不同程度的盲浇，乱浇，也是一种对水资源的浪费，而在信息时代的我们，可以运用科学技术来对植物的浇水进行严格把控，何时浇水，浇多少水，这些问题全部都会被一一破解。在传感器的技术相对于现在来说还没有那么成熟的时候，市面上所有的已知自动浇灌系统的功能都相对简单和单一，能够发挥的作用更是微不足道，由于缺乏与周遭环境数据与之对应的传感器的接入，此时的自动浇灌系统对于植物周遭的环境数据没有办法采集并呈线性比例的转换为电信号，如：系统外部的气压、磁场、适宜植物生长的气体浓度等等，只能通过复杂的模拟电路来对这些对植物生长生存密切相关的数据进行采集，这就导致了当时的自动浇灌系统没有相对于模拟电路来说较为简单的方法去进行精度较高的采集非电量信号，因此自动浇灌系统系统在当时的总体性能较为低下。不过随着时间的推移和现代社会的发展，传感器技术在二十一世纪初获得了飞速发展，智能手机的普及，技术壁垒降低，应用知识大众化，成本的降低和性能的提升使得千家万户对传感器的概念皆有耳闻，越来越多的人们了解到传感器是一种智能化的功能模块，对于信号的采集非常高效精准，在自动浇灌系统的发展过程中不断探索的研究学者们将各式各样的新型传感器接二连三的应用自动浇灌系统中，在无数次失败和尝试的过程中将传感器技术的发展与自动浇灌系统的发展紧密的联系在了一起，各种高性能的传感器应用在自动浇灌系统中，运用传感器来对土壤，周围环境温湿度进行数据监测，把传感器所收集到的数据于预先程序设定的需要灌溉的时间和浇灌水分的多少的上下限数据进行比较，以此判断植物盆栽是否需要进行灌溉，从而合理高效的实现植物水资源的自动化管理。
本次的设计主要围绕三个方向进行研究和讨论；一是基于高性能的微处理器芯片对数据的无线传输进行控制，二是对植物土壤和周围环境的温湿度系数进行采集和判断，三是使用者手机端的客户端对与处理器收集到并由高性能处理器芯片发送的数据信号进行实时的检测和反馈。运用土壤湿度传感器，DHT11温湿度传感器，ESP8266 WiFi Bee模块，XBee USB Adapter 适配器和小型潜水泵的植入改善了自动浇灌系统的性能和数据处理的精确度。
在电子元件的更新换代日渐迅速的现在，自动浇灌系统对于数据的高速处理要求也在不断的提升，近些年智能手机的快速发展也给芯片与传统传感器行业带来了飞速发展，为自动浇灌系统的完善提供了坚实的硬件基础，在时下火热的Zigbee技术还有物联网技术的催动下又为自动浇灌系统的发展打开了一个崭新的大门，过去单一形式的自动浇灌系统在现在可以通过物联网的概念实现农作物与传感器联网，传感器与个人电脑或智能手机等智能设备联网，相信在不久的将来，智能手环，智能手表，甚至智能眼镜都可以实现在千里之外对家中植物的联网与控制，这样对于自动浇灌系统中各种传感器所采集到的数据来说，可以将其放入云盘中，对以后植物的生长发育提供借鉴，实现数据的共享和云备份，同时也可以分享给其他拥有此植物或系统的用户进行参考和借鉴。
自动浇灌系统的国内外发展现状
在国内，北京作为一国之都，城市智能化的发展首当其冲，自动浇灌的应用实例枚不胜举，其中比较典型的大型自动灌溉系统应用于北京航空航天大学体育场，是和上世纪八十年代西方国家由雨鸟、摩托罗拉几家公司牵头开发的智能化中央计算机控制灌溉系统。著名的项目有：微软总部、英特尔总部、摩托罗拉总部还有迪士尼乐园等等。以色列利用智能灌溉实现了荒漠上发展大型灌溉农业。国外自动灌溉控制已经趋于成熟，大型工程设备居多，不过价格昂贵，国内限于自然气候和土地资源的特殊性处少数平原地区外不太适用国外这些大型智能自动灌溉控制，在国内往往小型自动灌溉控制容易实现全方位的覆盖。

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