基于单片机的太阳能自动盆栽灌溉器设计与制造
摘 要：为了满足国内外室内盆栽作物灌溉的需求 , 设计了一种适宜家用的自动盆栽灌溉器。此灌溉器以 STM32F103V8T6 单片机作为主控核心，用湿度传感器为其传递土壤湿度信息，单片机处理完电子信号后做出分析，同时将信息传给 LED 显示屏和水泵，且利用太阳能电池板为系统供电，绿色环保，在供水时采用自行设计的输液器插入植物根系部分，减少水资源浪费。此装置提高了灌溉的精度和温室栽培作物的人工智能程度。
0 引言
近年来，随着社会流动人口的增加，大量的人沦为候鸟族，而其中喜欢种植盆栽的人，出差期间盆栽灌溉就成了比较头疼的问题，另外很多种植盆栽的人因工作节奏加快而常常忘记照顾盆栽。基于此，市场急需一款盆栽室内灌溉系统来弥补这一需求漏洞。目前国内外盆栽灌溉主要形式有：底部自吸式供水，使用方便，但是灌溉精度不高，随着植物的生长加吸水材料不便捷，不够人性化；对花盆称重利用单片机控制自动灌溉，这种装置灌溉方式严重依赖于花盆总重量变化，而如果植物重量较小，不易称重或植物生长状况不能按照预期生长，总重和标准值差别较大，就不易实现智能灌溉；基于可编程逻辑控制器的灌溉装置，这种装置精度高，能实现自动控制，但是价格昂贵。故急需一款自动化程度高，使用方便，造价不高的自动灌溉系统来满足这一市场需求。
1 智能灌溉系统总体设计
基于单片机的太阳能自动盆栽灌溉器采用嵌入式智能灌溉控制系统，具有数据采集功能，定时控制、循环控制功能，变速功能，自动停转功能，故障自动检测功能等。数据采集功能将传感器检测到的模拟量转换成数字量传到控制中心。定时控制、循环控制功能能够通过设置自动进行灌溉，湿度达到要求之后自动停止灌溉。变速功能根据检测的土壤湿度自动控制电动机的转速，控制灌溉速度。故障自动检测功能能够提醒操作人员本系统出现问题，尽快解决问题。且系统以太阳能电池板作为供能元件，能源清洁，真正实现全自动节能灌溉。
基于单片机的太阳能自动盆栽灌溉器主要由四大模块组成。土壤检测模块：检测模块主要由土壤湿度检测器等组成，实时监测土壤含水量信息。核心控制模块：控制模块由单片机、按钮组成，是系统的核心，接受信号，分析做出反应。太阳能供能模块：供能模块主要由可充电锂电池、太阳能板、转压模块组成，吸收太阳能，将太阳能转换为系统可直接使用的电能。执行模块：包含水泵及 OLED 显示屏，自行设计的入土试输液器组成，实时将系统电信号传达至显示屏上，并且同时传递给水泵，进行灌溉。总体结构设计如图 1 所示。
