引 言

隨著生活水平的日益提高，人們對生活環(huán)境的要求也越來越高，綠色草坪在人們?nèi)粘Ｉ钪虚_始扮演著越來越重要的角色，例如：在夜幕降臨時，草坪是人們乘涼、拉家常的好去處， 因此，人們對草坪的管理也越發(fā)重視。目前市面上的草坪自動澆水系統(tǒng)魚目混珠，有的價格低廉，但產(chǎn)品不盡人意，有的產(chǎn)品質(zhì)量不錯，但性價比不高，本系統(tǒng)設計方案可有效填補市場空白，設計一款價格適中，質(zhì)量不錯，性價比最優(yōu)的草坪自動澆水系統(tǒng)。

1 設計方案

植物的生長對其周圍環(huán)境的溫度和濕度有一定的要求， 這個要求是一個范圍，一旦外部環(huán)境低于或高于這個范圍時， 植物的生長就會受到影響。通過對草坪周圍空氣的濕溫度進行檢測來判定是否澆水。當周圍空氣過于干燥時可以進行噴水對環(huán)境進行降溫加濕，同時在澆水之前，播放錄制好的語音提示，讓行人避讓，十分鐘后進行澆水并播放悅耳的歌曲。通過檢測空氣的濕溫度，對草坪適量的澆水，自動澆水部分是通過ARM9 程序設定澆水的上下限值與 DHT11 采集到的空氣濕溫度值相比較，當?shù)陀谙孪拗禃r，ARM9 連續(xù)播放語音提示，十分鐘后發(fā)出最后一個語音提示 ：“開始澆水”，然后 ARM9 立即發(fā)出打開指令給電磁閥，閥門打開，開始澆水并播放音樂，高于上限值時再由 ARM9 停止播放音樂，同時發(fā)出停止指令給電磁閥，閥門關閉，停止?jié)菜?。具體系統(tǒng)設計框圖如圖１所示。

2 系統(tǒng)功能模塊組成

結(jié)合草坪澆水系統(tǒng)的需求分析，本嵌入式澆水系統(tǒng)的核心由ARM9 和濕溫度傳感器以及電磁閥組成。其中控制、顯示、定時、語音提示及歌曲部分由ARM9 負責，空氣濕溫度的采集由DHT11 溫濕度傳感器負責，電磁閥負責閥門的開閉。

硬件作為系統(tǒng)運行的基礎，為軟件平臺的運行提供基本 的物質(zhì)條件和通信接口，本系統(tǒng)的主要硬件平臺包括嵌入式 處理器、輸入輸出設備、顯示裝置、音箱設備、電源、溫濕度 傳感器、電磁閥等。

3 系統(tǒng)硬件設計

硬件作為系統(tǒng)運行的基礎，為軟件平臺的運行提供基本 的物質(zhì)條件和通信接口，本系統(tǒng)主要的硬件平臺包括嵌入式 處理器、輸入輸出設備、顯示裝置、音箱設備、電源、溫濕度 傳感器、電磁閥等。

3.1 嵌入式處理器

本系統(tǒng)的處理器選擇 S3C2440 作為主控芯片，該芯片 功能強大采用 0.13Um CMOS 標準單元和存儲器編譯器開發(fā)。 其 CPU 內(nèi)核是一個 32 位 ARM920T RISC 處理器設計的高級 RISC 機，采用哈弗緩存架構(gòu)與獨立的 16 KB 指令和 16 KB 數(shù) 據(jù)高速緩存，支持 TFT 的 LCD 控制器，NAND 閃存控制器。 由于其功能的強大，使得該芯片即便在三星公司停產(chǎn)一年以后， 還不得不重新恢復生產(chǎn)，因為市場需求十分巨大。

3.2 顯示裝置

該模塊主要通過嵌入式自帶的LCD 顯示時間、電磁閥開閉狀態(tài)、溫濕度上下限值以及采集的溫濕度值。為了保障LCD 的正常顯示，一定要確保電源不斷電。

3.3 濕溫度傳感器

本系統(tǒng)的濕溫度傳感器選擇性能穩(wěn)定、性價比高的 DHT11 作為數(shù)據(jù)采集的工具，DHT11 濕溫度傳感器將監(jiān)測的空氣濕溫度數(shù)據(jù)通過ARM9 的I/O 接口傳送到LCD上顯示出來。

3.4 電磁閥

本系統(tǒng)的電磁閥采用的是市面上常見的不銹鋼電磁閥， 電磁閥在整個自動澆水系統(tǒng)中負責閥門的開閉。在安裝時，一定要注意噴口必須距離地面一定距離，同時要定期檢查噴口是否有異物以防止噴口阻塞。

4 系統(tǒng)軟件設計

本設計的澆水模式有兩種方式 ：自動澆水與手動澆水。系統(tǒng)軟件所實現(xiàn)的功能是，通過切換模式來選擇自動還是手動。一般情況是選擇自動澆水模式，當自動功能失去效能時才切換到手動模式。自動草坪澆水模式是由DHT11 濕溫度傳感器將感應到的空氣濕溫度信號傳送給ARM9，并顯示于LCD 屏幕上，同時ARM9 將采集的數(shù)據(jù)與設定的濕溫度值進行比較，若低于所給定的值則播放語音提示，十分鐘后澆水并播放音樂。當濕度高于所給定的值時停止?jié)菜屯７乓魳?。手動澆水是由ARM9 向時鐘芯片讀取實時時間，若與設定的澆水時間相同，則播放語音提示，十分鐘后澆水與播放音樂， 當達到設定的澆水時間則停止?jié)菜屯７乓魳贰?

5 結(jié) 語

隨著現(xiàn)代技術的發(fā)展和人們生活質(zhì)量的提高，技術與生活的結(jié)合度將越來越高，對此，本文提出通過嵌入式的控制、顯示、語音技術，配合傳感器技術達到集空氣濕溫度的采集與定時為一體的自動澆水系統(tǒng)。同時通過軟件系統(tǒng)對其中功能的實現(xiàn)進行設計，保障了系統(tǒng)的正常運行。