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土壤湿度检测与自动浇水系统设计说明书.doc

来源：花匠小妙招时间：2024-11-08 01:26

可编辑版 Word完美格式土壤湿度检测及自动浇水系统设计 1 设计主要内容及要求 1.1 设计目的：随着人们生活水平的提高花卉逐渐受到人们的青睐，本设计要求利用单片机设计一款家庭智能浇花器，实现自动浇花，节省人力，方便人们出差的时候不至于影响花卉的生长，如果在家也可以关断浇花器。（1）了解土壤湿度检测的基本知识以及电工电子学、单片机、传感器等相关技术。??? （2）初步掌握常用土壤湿度检测传感器的特点和应用场合，并选择恰当方法应用于本设计。? 1.2 基本要求（1）通过c8051f020单片机编程来实现土壤湿度的实时显示，并具有超量程报警装置。（2）要求设计相关传感器系统和控制系统实现自动浇水功能。（3）要求设计相关的硬件电路，包括传感器的选型、控制系统和显示系统的硬件电路设计。 1.3 发挥部分自由发挥 2 设计过程及论文的基本要求： 2.1 设计过程的基本要求（1）基本部分必须完成，发挥部分可任选；（2）符合设计要求的报告一份，其中包括总体设计框图、电路原理图各一份；（3）报告的电子档需全班统一存盘上交。 2.2 课程设计论文的基本要求（1）参照毕业设计论文规范打印，包括附录中的图纸。项目齐全、不许涂改，不少于4000字。图纸为A4，所有插图不允许复印。（2）装订顺序：封面、任务书、成绩评审意见表、中文摘要、关键词、目录、正文（设计题目、设计任务、设计思路、设计框图、各部分电路及相应的详细的功能分析和重要的参数计算、工作过程分析、元器件清单、主要器件介绍）、小结、参考文献、附录（总体设计框图与电路原理图）。 3 时间进度安排顺序阶段日期计划完成内容备注 1 讲解主要设计内容，安排学生查阅资料打分 2 检查任务框图的设计情况打分 3 检查整个设计理论方面的准备情况打分 4 指导学生进行传感器的选择打分 5 进程传感器及测量电路的硬件电路设计打分 6 讲解原理图的绘制要求打分 7 检查原理图完成情况，讲解及纠正错误打分 8 检查流程图的绘制及报告的书写要求打分 9 布置答辩打分 10 答辩、写报告打分一设计任务描述 1.1 设计题目：土壤湿度检测及自动浇水系统设计 1.2 设计要求 1.2.1 设计目的：随着人们生活水平的提高花卉逐渐受到人们的青睐，本设计要求利用单片机设计一款家庭智能浇花器，实现自动浇花，节省人力，方便人们出差的时候不至于影响花卉的生长，如果在家也可以关断浇花器。（1）了解土壤湿度检测的基本知识以及电工电子学、单片机、传感器等相关技术。??? （2）初步掌握常用土壤湿度检测传感器的特点和应用场合，并选择恰当方法应用于本设计。? 1.2.2 基本要求：（1）通过C8051F020单片机编程来实现土壤湿度的实时显示，并具有超量程报警装置。（2）要求设计相关传感器系统和控制系统实现自动浇水功能。（3）要求设计相关的硬件电路，包括传感器的选型、控制系统和显示系统的硬件电路设计。二设计思路我所设计的土壤湿度检测及自动浇水系统主要由七部分组成。第一部分：精密对称方波发生器。用于驱动湿敏电阻，因为直流电流通过湿敏电阻时会产生电化学迁移现象而损坏湿敏电阻，所以在这里我选择了具有稳幅作用的精密对称方波发生器作为信号源。第二部分：湿敏电阻传感器。由于湿敏电阻是最常见，价格也最低廉的一种湿度传感器所以我选择了湿敏电阻作为本设计的核心传感器。我选择的是PCRC-55这款湿敏传感器。他是一种经过化学方法处理的聚苯乙烯聚合物。其电阻值（R）与相对湿度（RH）的曲线近似指数曲线，即电阻值随相对湿度的增大为减小。第三部分：对数放大器。为解决湿敏电阻自身的非线性问题，我选择了由晶体管和运算放大器组成的对数放大电路来对湿敏电阻的指数型特性曲线进行线性化。第四部分：相对湿度校准电路。利用湿度校准电路对40%RH、100%RH两点进行校准，再通过滤波器产生一个代表相对湿度的直流输出电压，输出电压范围是0~+10V，所对应的相对湿度变化范围是（0~100%）RH。第五部分：断点放大器。由于湿敏电阻在RH≤40%时的非线性失真最为显著，我真对这一情况采用断点放大器再做一次局部的线性化处理，即再进行一次线性补偿。第六部分：温度补偿电路。利用集成恒流源的正温度系数去补偿湿敏电阻的负温度系数，大大降低了温漂。当环境温度发生变化时，必然导致组成对数放大器的晶体管的直流工作点发生改变，而这也终究会影响到对数放大器的输出特性。因此我对组成对数放大器的晶体管采取一定的温度补偿措施，即用一片廉价的集成音频放大器对其补偿，以避免这种情况的发生。第七部分：数据处理及自动浇水系统。利用单片机对湿敏电阻这一