基于STC的园林智能喷水系统.doc

学院编号： 大学生课外科技实践创新活动基金项目申请书（自然科学类）课题名称：基于STC的智能喷水系统申 请 人凡任宽 崔建坤 曹波指导教师王千春所 在 系电子工程学院起止年月：2016年4月-2017年4月填报日期：2016年 4 月 11 日淮南师范学院科研处二一三年制填 报 说 明一、编写申请书之前请认真阅读本填表说明。申请书所列内容必须实事求是，逐项认真填写，表达要明确严谨。对于填写内容含糊不清、不合要求、手续不全的申请书不予受理。二、课题申请书作为课题执行过程中检查、验收等管理活动的重要依据文件，由课题负责人填写。三、学院编号不要填写，由科研处统一编排。四、3-4页不得出现申请人的任何背景资料，否则作废。3-4页与前面的表格分开装订。五、申请书中有关栏目不敷填写时可另附页说明。申请人承诺我保证如实填写本表格各项内容。如果获得立项，承诺以本表为有约束力的协议，遵守我院大学生科技实践创新活动基金管理办法，认真开展研究工作，取得预期成果。如果成果发表或发布，我将注明是淮南师范学院学生科技创新基金支持项目。申请人（签字）： 年 月 日申请人姓名崔建坤性别男民族汉出生日期1995.2.16政治面貌共青团员所 在 系电子工程学院专 业电子信息工程学 号1414020405学校住址9A509E-联系电 要 参 加 者姓 名性别出生年月所在系专 业项目分工签名崔建坤男1995.2.16电子工程学院电子信息工程总方案设计凡任宽男1995.1017电子工程学院电子信息工程方案设计+软件曹波男1995.04.14电子工程学院电子信息工程方案设计+硬件指导教师姓名性别学 位职 称单 位研究专长联系电话王千春女硕士助教电子工程学院无线通信技导教师意见： 签名：年 月 日 指导教师姓名性别学 位职 称单 位研究专长联系电话指导教师意见签名： 年 月 日 项目负责人所在单位审核意见申请书所填写的内容是否属实；本系能否提供完成本项目所需的时间和条件；本系是否同意本项目的管理任务和信誉保证。单 位 公 章 单位负责人签名： 年 月 日学院编号 课题名称基于STC智能浇水系统起止时间2016年4月-2017年4月预期成果结项报告或设计模型项目研究内容摘要（不超过400字） 本项目针对在苗圃，幼苗培养时需要及时喷水，灌溉的问题，我们提出研究一种智能喷水系统，该系统以STC89C52芯片作为核心控制系统，采用间断扫描单片机控制、土壤湿度传感器、空气温湿度传感器等得到的AD值进行采集处理，然后送至单片机中央处理器。如果土壤干度或温度达到一定程度，温湿传感器会将信息传递给中央处理器，然后再控制园林自动喷水系统喷水。待喷水一定时间之后，再次根据湿度做出调整，关闭喷水开关，达到自动停止。组件构成：STC89C52核心控制小系统模块 ，系统计时器、温湿度传感器、主控开关等。以上模块通过编程控制软件，达到实现对苗圃，幼苗培养时自动浇水、浇水次数记录、土壤干湿情况记录、日期，通过按键修改浇水时间、校正部分数值。本系统本项目研发的自动喷水系统可以自动检测土壤的湿度，根据需要自动控制喷水；在喷水范围和面积上实现了突破，并且功耗更低，更为方便。关键词（3-5个）STC89C52芯片,智能喷水，土壤湿度传感器课题设计论证（可附页）选题依据（国内外现状分析，项目的主要意义）国内外研究现状：目前没有利用土壤干湿来自动控制喷水系统的装置或者是设备。而反观只有小规模的的装置应用于花盆，小型盆栽等。这种的自动喷水系统规模较小，且应用面狭窄。单方面应用于盆栽相比而言反倒是浪费程序。在实际应用方面并不占优势。若将自动喷水系统应用于大规模苗圃，大范围幼苗培养，不仅可以节约水，减少人力，还能有效控制成本。主要意义：（1）理论意义：STC89C52是STC公司生产的一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器。STC89C52使用经典的MCS-51内核，但做了很多的改进使得芯片具有传统51单片机不具备的功能。在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash，使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。3个16位定时器/计数器，4个外部中断，更增加了再次开发的可能，能够实现代码的控制与调节，也更利于软件升级，性价比高、配置丰富灵活、低功耗等。（2）实践意义：本研究课题成果特点能耗更低，更有利于长时间连续工作，可开发性好，节约用水，节省大量人力与物力，实现真正的智能园林，智能家居。实施方案（项目目标、主要内容、方法、技术路线、可行性分析等）项目目标：根据土壤干湿度的直接反应来触发喷水系统的开关。以达到人力资源和水资源的节约，以及成本有效的控制。主要内容：该园林自动喷水系统的制作时，使用keil软件编写C语言程序，并生成。hex文件；由proteue7.8画图设计电路图及原理，并模拟仿真其功能。在设计过程中要多考虑一些偶然因素，这样才能才实际操作过程中减少错误，减少不必要的损失。这样才能设计出来功能多样，可靠性强，成本低，功耗小等多种优点的智能喷水系统。方法：利用STC89C52低功耗、高性能CMOS8位微控制来触发自动喷水开关。当土壤干湿传感器测出土壤湿度降低到一定条件时候，反映给中央处理器，来触发喷水开关，从而达到自动喷水的目的。当喷水一段时间后，土壤干湿传感器再次显示土壤湿度范围，来达到自动关闭喷水开关的目的。技术路线：外部循环：当土壤湿度传感器检测到土壤湿度过低时，将信息传达到中央处理器。中央处理器程序控制喷水开关来达到自动喷水的目的。内部循环：当喷水开关自动喷水一段时间后，土壤温湿传感器检测到土壤湿度达到植物所需的正常水平，将信息传达给中央处理器，中央处理器迅速控制喷水开关将其关闭。达到节能，节约的目地。1通过软件仿真，分别对程序与硬件的正确性与稳定性进行测试。2通过借鉴其他产品增加开发的灵活性以降低功耗。硬件实测发现问题并修改。3预期的成果：最终完善了控制程序，完整的实现功能的应用与开发。可行性分析：1.目前已有湿度传感器，并需结合单片机程序技术来达到目的，并不难实现。2.当前并没有这种可以大规模节省人力水资源的自动喷水系统的装置，且根据园林的实际情况。确实很需要一种可以自动喷水的装置，尤其是这个需要环保节能的社会。3.成本低廉。项目的创新点、特色和拟解决的关键问题或技术创新点：（1） 本项目研发的自动喷水系统可以自动检测土壤的湿度，根据需要自动控制喷水。 （2）本项目研发的自动喷水系统在喷水范围和面积上实现了突破，并且功耗更低。关键技术：中央处理器对湿度传感器的控制。软件的编写与调试以及单片机硬件设施的组装与测试。根据调查与分析不同园林的植物需要的土壤湿度，针对不同种类植物，设置不同的程序，来有效供给植物所需要的水分。自动喷水的装置，因精度、环境变量、温度，人为因素等条件影响，采集精度可能会受到很大影响。因此要不断调试出最佳参数，增加环境适应能力。关键问题： 不同地区的土壤干湿程度不好控制，受环境因素比较大，在不同的环境中可能还需要单独对该环境的装置进行多次粗调、测试。对于北方寒冷地区，可能还要解决结冰的问题，以及中央处理器在与土壤干湿传感器上系统的结合问题。程序的输入与执行问题等。参考文献：1 单片机原理与应用及c51程序设计（第三版）.清华大学出版社2余孟尝.数字电子技术基础简明教程（第二版）.清华大学电子学教研组 3王汉桥.电子技术基础【M】北京.中国电力出版社.2005. 4谭浩强.c语言设计.北京.清华大学出版社.2005.7.5单片机原理与C51程序设计实验讲义 淮南师范学院 电子工程学院6实验中心基于STC89C52单片机的控制系统设计清华大学出版社 20157马超.STC89C52中断优先级相关概念与使用笔记.互联网. 2009.8杜春雷.ARM体系结构与编程【M】.北京.清华大学出版社. 2008.完成项目的条件和保证1.负责人和主要成员曾参与或组织完成过哪些科技创新活动小组成员在2015年4月参加大学生科技创意大赛获奖并取得得国家应用型专利，项目名称是一种多功能垃圾桶。小组成员在2015年10月期获得国家励志奖学金，校一等奖学金，三好学生等荣誉称号。2.完成本课题的研究能力及时间保证（1）基础条件：本课题与我们组员平时的学习相关。另外我们参加过多次电子设计大赛也积累了大量的经验和硬件资源。课题参与者大部分