一种基于Arduino单片机的自动灌溉装置论文和设计-韩超

全文摘要

本实用新型实施例公开了一种基于Arduino单片机的自动灌溉装置，所述自动灌溉装置包括：Arduino单片机、温湿度传感器、土壤湿度传感器、显示屏和水泵，温湿度传感器、土壤湿度传感器、显示屏和水泵均与Arduino单片机连接，所述温湿度传感器暴露在空气中，所述土壤湿度传感器插在土壤中采集土壤湿度信息，所述水泵根据Arduino单片机的控制信息启动或停止。本实用新型解决了现有航天植物种植过程中不能自动灌溉、容易造成水资源浪费的问题。

主设计要求

1.一种基于Arduino单片机的自动灌溉装置，其特征在于，所述自动灌溉装置包括：Arduino单片机(1)、温湿度传感器(3)、土壤湿度传感器(4)、显示屏(5)和水泵(2)，温湿度传感器(3)、土壤湿度传感器(4)、显示屏(5)和水泵(2)均与Arduino单片机(1)连接，所述温湿度传感器(3)暴露在空气中，所述土壤湿度传感器(4)插在土壤中采集土壤湿度信息，所述水泵(2)根据Arduino单片机(1)的控制信息启动或停止。

设计方案

2.如权利要求1所述的一种基于Arduino单片机的自动灌溉装置，其特征在于，所述显示屏(5)与Arduino单片机(1)相连接，所述显示屏(5)利用电压对显示区域进行控制，显示屏(5)显示空气温湿度信息和土壤湿度信息。

3.如权利要求1所述的一种基于Arduino单片机的自动灌溉装置，其特征在于，所述水泵(2)连接有进水管和出水管，进水管连接水源，出水管延伸至花盆内。

4.如权利要求1所述的一种基于Arduino单片机的自动灌溉装置，其特征在于，所述土壤湿度传感器(4)远离出水管的出水口，防止出水管影响土壤湿度的测量。

5.如权利要求1所述的一种基于Arduino单片机的自动灌溉装置，其特征在于，所述温湿度传感器(3)与Arduino单片机(1)相连接，所述温湿度传感器(3)内设置有电阻式感湿元件和NTC测温元件。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及农业灌溉领域，具体涉及一种基于Arduino单片机的自动灌溉装置。

背景技术

随着农业的发展，科学种植已经成为现代农业发展不可缺少的部分，种植灌溉作为植物生成的重要环节直接决定着植物生长的好坏，传统人工灌溉，劳动量大，效果不佳，由于人力成本、劳动强度等原因，对于植物灌溉，目前大多数采用自动灌溉技术，以减少人力的投入。一般采用定时灌溉方式进行浇灌，定时灌溉，即用微电脑控制电磁阀定时打开和关闭，方式简单，易实施，但其为机械运作，不能根据实际情况进行定量灌溉，容易导致水资源的浪费，且还可能会造成过量灌溉，或者灌溉不足，对植物的生长造成影响，在航天植物种植研究方面，需要记录植物温湿度，并根据土壤湿度情况进行自动灌溉，标准智能化种植。

实用新型内容

本实用新型实施例的目的在于提供一种基于Arduino单片机的自动灌溉装置，用以解决现有航天植物种植过程中不能自动灌溉、容易造成水资源浪费的问题。

为实现上述目的，本实用新型实施例提供一种基于Arduino单片机的自动灌溉装置，所述自动灌溉装置包括：Arduino单片机、温湿度传感器、土壤湿度传感器、显示屏和水泵，温湿度传感器、土壤湿度传感器、显示屏和水泵均与Arduino单片机连接，所述温湿度传感器暴露在空气中，所述土壤湿度传感器插在土壤中采集土壤湿度信息，所述水泵根据Arduino单片机的控制信息启动或停止。

优选地，所述显示屏与Arduino单片机相连接，所述显示屏利用电压对显示区域进行控制，显示屏显示空气温湿度信息和土壤湿度信息。

优选地，所述水泵连接有进水管和出水管，进水管连接水源，出水管延伸至花盆内。

优选地，所述土壤湿度传感器远离出水管的出水口，防止出水管影响土壤湿度的测量。

优选地，所述温湿度传感器与Arduino单片机相连接，所述温湿度传感器内设置有电阻式感湿元件和NTC测温元件。

本实用新型实施例具有如下优点：

本实用新型实施例公开了一种基于Arduino单片机的自动灌溉装置，所述自动灌溉装置利用土壤湿度传感器测量土壤的湿度，测量结果传送至单片机，单片机根据测量结果与设定标准值进行对比，决定是否进行浇水，土壤湿度达到标准值后停止浇水，显示屏显示空气温湿度信息和土壤湿度信息，本实用新型降低灌溉劳动强度，根据土壤实际情况进行自动灌溉，防止造成水资源的浪费，促进植物更好的生长，自动灌溉设备结构简单，可操作性强，成本低。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种基于Arduino单片机的自动灌溉装置的整体连接图。

图2为本实用新型实施例提供的一种基于Arduino单片机的自动灌溉装置的电路连接图。

图3为本实用新型实施例提供的一种基于Arduino单片机的自动灌溉装置的工作流程图。

图4为本实用新型实施例提供的一种基于Arduino单片机的自动灌溉装置的外形图。

图中：1-Arduino单片机、2-水泵、3-温湿度传感器、4-土壤湿度传感器、5-显示屏。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

实施例

本实施例公开了一种基于Arduino单片机1的自动灌溉装置，所述自动灌溉装置包括：Arduino单片机1、温湿度传感器3、土壤湿度传感器4、显示屏5和水泵2，温湿度传感器3、土壤湿度传感器4、显示屏5和水泵2均与Arduino单片机1连接，所述温湿度传感器3暴露在空气中，所述土壤湿度传感器4插在土壤中采集土壤湿度信息，所述水泵2根据Arduino单片机1的控制信息启动或停止。

Arduino单片机1是一款便捷灵活、方便上手的开源微控制器。用Arduino单片机1的编程语言来编写程序，编译成二进制文件，烧录进微控制器，Arduino单片机1通过温湿度传感器3来感知环境，通过显示屏5显示空气温湿度和土壤湿度，Arduino单片机1控制水泵2进行浇水；

所述温湿度传感器3是已校准数字信号输出的DHT11温湿度传感器。温湿度传感器3的精度湿度误差±5％RH，温度误差±2℃，量程湿度区间为20％-90％RH，温度测量范围0～50℃。传感器包括电阻式感湿元件和NTC测温元件，应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术，确保模块可以可靠稳定性地采集温湿度信息。

所述土壤湿度传感器4采用YL-38型土壤湿度传感器4，所述土壤湿度传感器4的A0引脚可以精确的获取到土壤湿度模拟量，土壤湿度越大，获取的模拟量值越大，土壤湿度传感器4是电阻型传感器，土壤中水分的多少决定了流过其电流的大小，单片机读取具体数值，转换成土壤湿度值，所述土壤湿度传感器4插在土壤中，远离水泵2的浇灌点，防止对测量结果造成影响。

所述显示屏5采用LCD1602型工业字符液晶显示屏5，所述显示屏5能够同时显示16x02即32个字符。LCD1602液晶显示的原理是利用液晶的物理特性，通过电压对其显示区域进行控制，即可以显示出图形。在本装置中显示“温度temperature、湿度humidity”以及其具体数值。

所述水泵2通过Arduino单片机1的输出高低电平控制其工作状态，当满足灌溉条件时，输出高电平，水泵2开始工作，不满足灌溉条件时，输出低电平，关闭水泵2。

具体的，所述基于Arduino单片机1的自动灌溉装置的工作过程为：

接通电源，Arduino单片机1通电后，与Arduino单片机1连接的温湿度传感器3、土壤湿度传感器4和显示屏5均通电正常工作；

土壤湿度传感器4没小时测量一次土壤湿度，土壤湿度大于70％，则水泵2不工作，温湿度传感器3测量空气的温度和湿度，在显示屏5上显示空气温湿度和土壤湿度；

土壤湿度传感器4测得土壤湿度小于70％，则Arduino单片机1控制水泵2开始工作，水泵2连接有专用供电电源，水泵2从水源处抽水，通过出水管对植物进行灌溉，显示屏5此时只显示土壤湿度信息；

水泵2抽水30秒后停止工作，土壤湿度传感器4测量土壤湿度信息，若土壤湿度小于70％，则水泵2继续抽水，每30秒进行一次测量，直至土壤湿度大于70％，水泵2停止工作，显示屏5再次显示空气温湿度信息和土壤湿度信息。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。

设计图

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