基于单片机的自动补水系统设计开题报告

1. 研究目的与意义

1.1研究背景

随着社会的发展，人们的物质生活水平得到了提高，生活质量也越来越高。伴随着生活质量的提高，人们开始通过培养盆栽来陶冶情操、丰富生活，绿色植物能够缓解疲劳，观赏色彩斑斓的花朵则能够赏心悦目，使人感到心旷神怡。同时，培养盆栽能够通过光合作用来吸收二氧化碳，产生氧气，新装修房屋中，家具、家电和建材中的化学物质会缓慢地分解释放甲醛、氟化氢、硫化氢、苯及苯酚等有害气体。而绿色植物通过光合作用，可吸收空气中的二氧化碳，并释放出氧气^[1]。并且，许多盆栽能够吸收空气中的有害气体，如甲醛，而且，比起在家里饲养动物，培养盆栽往往耗费更少的时间与精力。因此，盆栽受到很多人的喜爱，很多人都喜欢在家养上一株或更多的盆栽。

2. 研究内容和预期目标

2.1研究内容

本设计基于arduino单片机的自动补水系统设计，可以实现浇花过程的自动化控制，用以解决缺水对植物造成的影响。本系统要求利用传感器来检测土壤水分并进行实时监控，根据传感器检测的反馈数据来测定是否需要浇水，浇水的水量则主要由单片机控制。整个系统主要由湿度采集、主控板、水泵控制、电源供给4个模块组成，以arduino核心板为主控部分，负责一系列状态检测、数据处理、逻辑处理以及执行控制。

本设计采用arduino uno作为开发板，以电源模块作为驱动，通过湿度采集模块对土壤湿度进行采集数据并反馈给arduino uno主控板，由主控板进行判断是否需要开启水泵，并控制lcd显示当前的土壤湿度值。当需要开启水泵时主控板会开启浇花执行模块，并且在湿度达到设定值上限时关闭水泵，如图1硬件框架图所示。

3. 研究的方法与步骤

3.1研究方法

（1）器件选型

在众多的不同类型开发板中，目前使用最为广泛的是 arduino uno。它具有14个数字i/o口，6个模拟i/o口，一个复位开关，一个icsp下载口，支持usb接口，可以通过usb接口供电，也可以使用单独的电源供电。并且arduino软件可以运行在windows，macintosh osx，和linux 操作系统。而大部分其它的单片机系统都只能运行在windows上^[5]。

4. 参考文献

[1]祁娟.盆栽植物在室内设计中的作用[j].现代装饰(理论),2013(11):41.

[2]杜浩博,马腾飞,卜文嘉,王凯,吕杨.一种基于yl-69温湿度传感器的自动浇花系统设计[j].物联网技术,2020,10(03):118-120.

[3]赵丽，张春林.基于单片机的智能浇花系统设计与实现[j].长春大学学报，2012，22(6):650-651.

5. 计划与进度安排

3.1--3.7:收集有关资料，选择参考方案；

3.8--3.21:确定设计方案并熟悉部分器件的用途，提交开题报告；

3.22--3.28:划分功能模块、设计单元电路；