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日益提高的同时，室内种花、家庭园艺等相关活动也越来越多，传统人工养护方式存在浇水不及时、调节方式单一、环境因素缺少量化的检测等缺点，不能很好地满足精准化管理的要求；近几年，单片机、传感器、嵌入式等技术不断进步，为低成本家用智能化花房装置的研发提供了可能的方案；本设计采用 STC89C52 单片机作为主控制器，配合YL-69土壤湿度传感器、光敏电阻、DS18B20温度传感器、ADC0832模数转换器件、LCD1602显示屏、继电器驱动模块、蓝牙传输模块等组成硬件电路并完成相应的模块化软件程序的设计，实现了土壤湿度、环境温度、光照强度等相关参数的采集与显示，自动浇水、降温、补光、蓝牙远程手动控制以及超限声光报警等功能；经过整机实物联调及功能测试发现，此系统工作稳定、数据测量准确、控制逻辑无误，能很好地替代人工进行绿植的养护工作，既有实用性又有经济性，适用于家庭智能园艺及小型花房的管理场合，具有良好的应用前景及发展潜力国内城镇化建设不断推进，居民生活水平得到很大提高，对精神世界的追求也在不断加强；在快节奏的城市生活中，室内养花、家庭花房及阳台园艺等绿色休闲活动受到越来越多人的喜爱，在成为装点居室、舒缓生活压力的有效途径；绿色植物可以吸收室内有害气体、吸附空气中粉尘、调节室内湿度等对提高居住舒适度、增进身体健康有良好的效果。

在具体的养护过程中会不断地暴露问题；一部分人因为工作任务繁重、经常出差、生活作息不规律等自身原因导致养花经验不足，浇水不及时或者水量过多导致植物死亡或者根系腐烂；传统的养花方式过于注重个人经验的积累，用肉眼观察，凭直觉感觉判断状态，缺乏有效的数据支撑及科学的管理方式，个人意识较强，相应的反应速度就会比较迟缓。

尤其是绿萝、多肉、兰花等对湿度、温度、光照非常敏感的品种，粗放的人工照顾会使植物生长不良、黄叶，甚至直接死亡，造成不必要的损失，也会影响花友们的热情。

同时随着电子技术、传感器技术以及嵌入式操作系统不断进步，小型智能化养护设备逐渐走入家庭生活；单片机控制系统具有体积小、功耗低、成本可接受、运行可靠、开发容易等优点，被大量应用于智能家电、环境监测、自动化控制等方面；STC89C52单片机属于经典51内核控制器，指令系统完善、外设资源较多、资料较多、价格便宜，是作为家用智能养护设备的首选控制芯片。

因此本文设计了一个以 STC89C52 为主控芯片的智能花房控制系统，它可以自动收集土壤湿度、检测光线强度、定时浇水以及实时反馈运行状况等，代替人力进行细致而精准的花卉护理，做到无人值守和科学管理，解决了传统养花方式出现的各种问题。 从产业发展角度来看，智慧花房控制系统可以看作是小型智慧农业应用到家庭环境中去，对推进智能家居的应用、提升生活环境的智能化水平有很好的作用；整个系统结构简单明了，功能模块划分合理，有足够的扩展接口，可以作为今后研发出更为智能的园艺工具及多设备联合控制的基础。我国城镇建设进程不断向前推进，促进大众生活境遇根本好转，就当前形势看，社会大众对精神文化的期盼正日益突出且愈发迫切，优化生活空间并简化日常作业的作用，当下主要凭借室内盆栽、家庭温室和阳台种植等绿色休闲形式，伴随都市生活步调加快，这些活动逐渐步入大众视野核心，依托去除有害成分、吸附固体颗粒及优化空气湿度，绿色植物有力改善了居住空间生态，由此改善人居体验，对个体身心良性运转产生积极作用。

在花卉养护实操实施阶段，大量问题将日益显著，由于部分人员受制于工作负荷大、频繁出差及作息不规律等实情，加之不具备应有的养护素养，浇水延期及水量失控等管理弊病时有出现，直接造成花草枯败或根损，既有花卉照料多凭籍个体长期积累的感性经验，多利用肉眼检视融合主观臆断来把控植株态势，造成无实证数据佐证和科学管理方法，决策环节带有较强的主观随意色彩，且对内外环境变化的反应不够及时。

就绿萝、多肉、兰花及多种对温光条件依赖度高的喜阴观叶类物种而言，若仍行粗放型人工照料，往往造成植株发育不良、叶面黄化直至枯死等显著负面效应，此类问题还造成财力耗损，同时也会打击花卉爱好者的栽培兴趣。

在电子工程、传感应用及嵌入式架构趋于成熟的条件下，家庭用微缩智能养护平台正加速进入寻常百姓家，凭借低功耗、小体积、造价低、可靠性高及易开发等优势，就自动控制、环境监测与智能家居而言，单片机控制系统的运用十分普及且成熟，立足家庭智慧养护应用，STC89C52常作为主控方案予以确立，是该芯片以经典51内核为核心底座，且于指令规范、外设拓展、技术沉淀及价格竞争力上成果突出。

面向植物养护中人工干预过多的问题，本工作结合STC89C52单片机设计了一款智能操作设备，本方案集成了土壤含水自动监测、光照变化智能感知与预设时间自动浇水功能，汇合实时运行动态监视，切实推行了无专人监管且满足科学规范的自动化运行机制。传统花卉培育方式所引发的诸多问题，得以用此方法彻底根除，基于行业发展趋势看，就界定范围分析，智慧花房管控体系系微型智慧农业在家庭内部环境的具体化运作平台，这一做法在推进智能家居广泛落地、优化生活空间智能体验方面意义深远，就架构而言，该体系具有层次分明、条理清晰的属性，功能单元范畴划定周延，且设置了充裕的接入端口，这为日后开发具备更强智能的园艺器械，以及组建多设备互联管控网络铺平了道路。中国城镇化建设不断发展，居民的生活水平不断提高，人们对于精神文化的需求也日益增强，在快速的都市生活中，室内养花、家庭花房、阳台园艺等绿色放松方式越来越被重视，成为美化居住空间、释放压力的一个途径；绿色植物可以吸收室内有害气体、吸附空气中的灰尘、调节室内湿度等，对提高居住品质、促进身心健康起到积极的作用。

在实际养护过程中，也会逐渐出现各种问题；有些人因为工作太忙或者经常出差或者平时生活无规律，再加上没有养花的相关知识，经常会出现浇水不及时或者量的控制不准确等问题，从而导致花卉枯萎或者烂根；传统的养花方式比较注重个人的经验积累，用眼睛观察，凭感觉判断情况，缺少可靠的数据参考以及有效的调节手段，容易受到个人的情感影响，不能及时应对各种突发状况。

特别是绿萝、多肉、兰花以及各种观叶植物等对湿度、温度、光照较为敏感的品种，粗放式人工养护会造成植株生长缓慢、叶片变黄、甚至枯萎死亡，不但造成了不必要的经济损失，也会打消养花爱好者的积极性。

另一方面，随着电子技术的发展、传感器技术的发展以及嵌入式系统的发展，使得一些小型化的智能养护设备逐渐进入到家居生活当中去；单片机控制系统具有体积小、功耗低、价格合适、运行稳定、开发方便等优点，在智能家居、环境监测、自动控制等方面都有广泛的应用；STC89C52单片机是基于经典51内核的一种单片机，指令集成熟，外设资源齐全，技术资料齐全，性价比高，很适合用作家庭用智能养护设备的控制中心。

本文根据实际需要设计一个基于 STC89C52 主芯片的智能温室控制装置，可以自行采集土壤湿度，辨别光照强度，定时浇水并显示工作状态，代替人工打理繁琐的园艺植物养护工作，达到无人监管，科学种植的目的，从而弥补传统种花方法的不足。从产业发展角度来看，智能温室控制系统可以看作是一种小型的智慧农业在家庭环境下的扩展应用，对促进智能家居发展，提升生活环境智能化水平有一定的帮助；系统整体结构简单明了，功能分区明确，扩展接口充足，可以为今后设计更加智能化的园艺设备及多设备联网管理系统提供相应的技术支持。国外在智能园艺、温室自动化相关领域研究较早，相关技术也很先进，已经有了规范化、智能化、网络化的产品和解决方案体系[1]。欧美、日本等发达国家将传感器检测、物联网通讯、自适应控制算法等技术相结合应用于温室及家庭园艺设备中，通过实时监测环境温度、湿度、土壤湿度、光照强度、二氧化碳浓度等参数，为植物生长模型自动完成浇水、换气、补光等动作[2]。

从家用型智能园艺产品的设计角度来看，国外也已经开发了很多智能化的花卉产品以及花房监控设备。比如英国的智能花盆可以随时监控土壤湿度及环境光照强度，以声音或者灯光提醒用户注意植物养护；日本的 Plantroid 花盆内有光照传感器以及可移动部件，在光照不足的情况下自行移动到有光的地方；美国的 Click and Grow 花盆采用太空育种方法，做到了自动灌溉与自动施肥的结合[3]。

此类产品的功能配置丰富、用户使用体验较好，但硬件制作成本高、整体设计难度大，主要针对高档消费人群，在普通家庭中的大面积普及有一定难度[4]。

控制算法上，国外学者大多采用模糊控制、神经网络、专家系统等智能算法根据植物的种类、生长发育时期、季节的更替等适时改变控制策略，控制精度高、环境适应性强[5]。但是这类系统对于控制器的要求较高，设计周期较长，不适合在低成本的小型家用装置中运用。的研究工作主要是针对基于 STC89C52 单片机的智能温室控制系统进行的全面研究，全文共包括五个主要部分：

(1)系统整体方案设计：基于家庭养花的实际需求，确定系统所需要实现的土壤湿度检测、光照强度获取、自动浇花控制、环境信息展示、蓝牙无线通讯等主要功能，选用STC89C52单片机作为主控芯片，建立系统的总体设计模型以及各个模块的划分，明确总体的硬件以及软件开发思路。

(2)硬件电路设计：基于系统实际功能需求，确定土壤湿度传感器、光敏器件、温度传感器、ADC0832 转换芯片、LCD1602 显示模块、继电器、蓝牙模块及水泵等重要组件的型号；在此基础上完成各功能模块的设计，包括电源、传感器采集、单片机主控、显示按键、驱动控制等相关电路设计。

(3)软件系统设计：基于系统功能模块划分结果，编写好主程序、土壤湿度及温度传感器数据获取程序、ADC0832模数转换程序、LCD1602的数据显示程序、按键处理程序、继电器控制程序及蓝牙通信程序等；绘制好合理的程序流程图，完成各个模块之间的逻辑调用以及数据传输等工作，再经过多次调试工作来消除程序运行过程中出现的逻辑性错误以及兼容性问题等。

(4)系统调试及分析：硬件电路焊接完成后，首先对各个模块的单独功能进行测试，查看硬件设备有无缺陷；然后把编写好的程序下载到单片机内进行软件和硬件的联合测试，观察系统在不同环境下的运行情况，例如土壤湿度改变时的洒水控制、光照不足时的辅助控制、环境温度过高时的降温控制等等；根据测得的结果对硬件电路及程序代码进行修改，不断地提高系统的综合性能，保证各项功能的顺利完成。设计的智能花房控制系统采用模块化思想，在整个系统中共包含7个主要模块，分别是土壤湿度检测电路、光照强度检测电路、温度检测电路、电源电路、按键设置电路、LCD1602显示电路、继电器控制水泵电路等各个模块独立运行、各司其职，彼此之间进行信息传递来共同完成整个自动化养护工作。整体布局层次分明、逻辑紧密，具有很强的拓展性以及可维护性。

（一）土壤湿度检测电路作为系统环境感知的重要部分，由 YL-69 土壤湿度传感器与 ADC0832 模数转换电路配合构成，负责对土壤内部含水量进行实时监测，把土壤湿度变化转化成一系列连续的模拟电压信号，再经过 ADC 转换后变成单片机能够识别的数值量，为系统判断是否浇水提供正确的参考，使浇水的动作准确无误，并且能及时完成。

（二）光亮度检测电路主要由光敏电阻及其周边分压电路构成，能够快速检测出环境光线亮度的变化，将光强信号转换为相应的电压信号，然后通过 AD0832 进行数字化转换，最后输入到主控模块当中，作为系统判断是否开启补光的一个重要依据，保证植物能够接收到合适的光照。

（三）温度检测电路采用DS18B20数字温度传感器及相应电路，可以输出数字温度值，不需要额外的A/D转换，能够准确地获取环境温度，为散热风扇的开关、温度过高报警等提供了依据，确保植物生长的温度适宜。

（四）电源电路给整个系统提供稳定、干净的 5V 直流电源，为单片机、各种传感器、显示模组、继电器、蓝牙模块提供不间断稳定的电源，避免电压波动产生的影响，使得整个系统能够长期可靠工作。

（五）按键电路设置四个独立按键分别为模式转换、参数增减、功能设置等，硬件采用单片机 IO 口内部上拉的方式，按键动作识别准确无误，给用户带来了良好的人机交互界面可以在任意时刻改变系统运行参数。

（六）LCD1602 显示电路并行接口连接单片机，可实时显示土壤湿度、环境温度、光照强度、当前工作模式以及设备运行状况等信息，界面简洁明了，方便用户了解花房当前状况。

（七）继电器控制水泵电路采用 5V 继电器模块，由单片机 IO 口输出高低电平控制继电器的通断来控制微型水泵、散热风扇、LED 补光灯的开启与关闭，以弱电控制强电的方式保证操作安全，抗干扰能力强、运行稳定可靠。

系统整体运行流程为：各种传感器获取环境数据并转化为数字信号发送给单片机，主机根据预先设定的规则进行处理，输出对应的控制信号驱动继电器工作，自动完成浇水、降温、照明等养护作业的同时，由LCD1602实时显示系统运行状态，形成完整的闭环控制系统，完成无人值守的智能化温室管理。检测土壤水分状况，为自动喷水控制提供依据。传感器工作原理基于土壤的导电性会随土壤湿度变化的特点：当探头插入土壤后，土壤湿度越大，土壤导电性越好，传感器两端电阻就越小，输出的模拟电压就越高；相反如果土壤干燥，则电阻变大，输出电压降低。传感器输出为0-5V连续的模拟信号，经过ADC0832转换后送到单片机做阈值判断。探头采用镀镍工艺加工，具有良好的耐腐蚀性，可以长久地放在土壤之中使用。采用 DS18B20 数字温度传感器测量环境温度，为自动散热、参数越界报警等功能提供参考数据；DS18B20 采用单总线传输方式，连接方式简单、体积小、测量准确、工作电压范围为 3.0V到5.5V，温度测量范围为- 55℃到 125℃，在室内环境下测量精度可以达到 ±0.5℃，在本系统电路中 DS18B20 的 DQ脚通过一个4.7KΩ 上拉电阻接到单片机 P2.4脚，单片机按单总线协议进行数据采集，从而达到实时、稳定的环境温度监控目的，满足系统对于温度监控的实际需要在这个过程中，有成功的喜悦，也有失落的迷茫，有坚持的奋斗，也有变化的成熟，这些都是值得回忆的美好瞬间。

第一，感谢导师。确定研究方向、拟定研究计划、硬件制作及测试、软件编写和优化，以及论文的初稿到定稿等，都离不开导师的悉心指导以及帮助。导师对知识的一丝不苟、扎实的基础和对工作精益求精的精神使我受益终生。在遇到困难时，老师多次为我提供解决思路和建议，让我能够顺利完成此次毕业设计与论文的写作，我将永生铭记这份恩情。

其次要感谢学校的各位老师，专业课程打下坚实基础，让我了解到电子信息方面的知识，为我的这次毕业设计做铺垫；还要感谢同学们及室友，在制作设计过程中互相交流、互相支持，共同攻克技术难关；感谢调试与焊接中给予我帮助的同学们和学长们，分享经验，避免了很多不必要的步骤；还要感谢我的家人们，一直支持我的学习与选择，接受我的情绪，给我力量；正是因为有了家人们的理解与奉献，我才能全心全意地投入到学习以及设计中来，不管大学生活马上就要结束。

这段经历是学习生涯的终点也是生活新的起点，我会带着学校学到的知识和经验，以一种求真务实的态度，继续前行。