基于单片机的自动节水灌溉系统

淮海工学院

课程设计报告书

课程名称：专业课程设计

题目：基于单片机的自动节水灌溉系统

系（院）：

学期：

专业班级：

姓名：

学号：

评语：

成绩：

签名：

日期：

第1节引言

自动控制节水灌溉技术的高低代表着农业现代化的发展状况，灌溉系统自动化水平较低是制约我国高效农业发展的主要原因。单片机控制的滴灌节水灌溉系统，该系统可对不同土壤的湿度进行监控，并按照作物对土壤湿度的要求进行适时、适量灌水，其核心是单片机和PC机构成的控制部分，主要对土壤湿度与灌水量之间的关系、灌溉控制技术及设备系统的硬件、软件编程各个部分进行实现。

单片机控制部分采用AT89C51单片机为核心，主要由土壤湿度传感器，信号处理电路，显示电路，输出控制电路，故障报警电路等组成，软件选用汇编语言编程。单片机可将土壤湿度传感器检测到的土壤湿度模拟量转换成数字量，显示于LED显示器上。该系统灵活性强，易于操作，可靠性高，将会有更广阔的开发前景。

1.1 节水灌溉系统概述

生命之起源，水为必要条件，没有了水，地球上的生命将会枯竭。

随着21世纪的到来，能源危机将接踵而至。比能源危机更可怕的是，作为人类生命之源的水的短缺到了前所未有的程度，这一状况还将随着时间的推移和社会的发展继续恶化。水资源危机已成为全球性的突出问题，利用科技手段缓解这一危机，将是人类主要的出路。

农业是人类社会最古老的行业，是各行各业的基础，也是人类顿以生存的最重要的行业。农业的发展从长远来看很重要，一是水的问题，二是科技的问题。农业的根本出路在科技，在教育。由传统农业向现代化农业转变，由粗放经营向集约经营转变，必须要求农业科技有一个大的发展，进行一次新的农业技术革命。农业与工业、交通等行业相比仍然比较落后，农业灌溉技术尤其落后。灌溉系统自动化水平较低是制约我国高效农业发展的主要原因。传统的灌溉模式自动化程度极低，基本上属粗放的人工操作，即便对于给定的量，在操作中也无法进行有效的控制，为了提高灌溉效率，缩短劳动时间和节约水资源，必须发展节水灌溉控制技术。

现代智能型控制器是进行灌溉系统田间管理的有效手段和工具，它可提高操作准确性，有利于灌溉过程的科学管理，降低对操作者本身素质的要求。除了能大大减少劳动量，更重要的是它能准确、定时、定量、高效地给作物自动补充水分，以提高产量、质量，节水、节能。

现代灌溉控制器的研究使用在我国农、林、及园艺为数不多，与发达国家相比，有较大的差距，还基本停留在人工操作上，即使有些地方搞了一些灌溉工程的自动化控制系统，也是根据经验法来确定每天灌溉次数和每次灌溉量，如果灌溉量与作物实际需水量相比太少，便不能有效的促进作物健康成长;而灌溉量太多，肥水流失，又会造成资源浪费，同时传统的灌溉法还需要相关专家的实时观察并经验指导生产，劳动生产率低，这也不能与现代化农业向优化、高效化方向发展要求同步。

随着计算机技术和传感器技术的迅猛发展，计算机和传感器的价格日益降低，可靠性日益提高，用信息技术改造农业不仅是可能的而且是必要的。用高新技术改造农业产业，实施节水灌溉已成为我国农业乃至国民经济持续发展带战略性的根本大事。本文旨在设计一套能对作物生长的土壤湿度进行自动监控的系统，它能对作物进行适时、适量的灌水，起到高效灌溉，节水、节能的作用。

1.2本设计任务和主要内容

本论文主要研究单片机控制的滴灌节水灌溉系统，分别对土壤湿度与灌水量之间的关系、灌溉控制技术及系统设备的软、硬件各个部分进行了研究。

主要内容如下:

1.根据滴灌技术的特点，进行节水灌溉控制系统的整体研究与设计。

2.针对土壤湿度难以用精确的数学模型描述的特点，采用模糊控制理论，对这一理论进行了深入的研究，重点研究双输入单输出的模糊控制方式。

3. LED显示土壤湿度值，在灌水期间以倒计时的方式显示灌水剩余时间。

4.当土壤湿度值低于设定的最低值时，系统可自动报警。

第2节系统主要硬件电路设计

2.1 单片机控制系统原理

种植作物的土壤土壤湿度传感A/D转换

AT89C51单片机

LED显示报警放大驱动

电磁阀

图1 单片机控制系统原理框图

2．2 单片机主机系统电路

AT89C51单片机是51系列单片机的一个成员，是8051单片机的简化版。内部自带2K字节可编程FLASH存储器的低电压、高性能COMS八位微处理器，与Intel MCS-51系列单片机的指令和输出管脚相兼容。由于将多功能八位CPU和闪速存储器结合在单个芯片中，因此，AT89C51构成的单片机系统是具有结构最简单、造价最低廉、效率最高的微控制系统，省去了外部的RAM、ROM和接口器件，减少了硬件开销，节省了成本，提高了系统的性价比。

图2 单片机主机系统图

2.2.1时钟电路

单片机的时钟信号用来提供单片机片内各种微操作的时间基准，时钟信号通常用两种电路形式得到:内部振荡和外部振荡。MCS-51单片机内部有一个用于构成振荡器的高增益反向放大器，引脚XTALl和XTAL2分别是此放大电器的输入端和输出端，由于采用内部方式时，电路简单，所得的时钟信号比较稳定，实际使用中常采用这种方式，如图3所示在其外接晶体振荡器(简称晶振)或陶瓷谐振器就构成了内部振荡方式，片内高增益反向放大器与作为反馈元件的片外石英晶体或陶瓷谐振器一起可构成一个自激振荡器并产生振荡时钟脉冲。

图4中外接晶体以及电容C2和C1构成并联谐振电路，它们起稳定振荡频率、快速起振的作用，其值均为30P左右，晶振频率选6MHz。

2.2.2复位电路

为了初始化单片机内部的某些特殊功能寄存器，必须采用复位的方式，复位后可使CPU及系统各部件处于确定的初始状态，并从初始状态开始正常工作。单片机的复位是靠外电路来实现的，在正常运行情况下，只要RST引脚上出现两个机器周期时间以上的高电平，即可引起系统复位，但如果RST引脚上持续为高电平，单片机就处于循环复位状态。复位后系统将输入/输出(1/0)端口寄存器置为FFH，堆栈指针SP置为07H, SBUF内置为不定值，其余的寄存器全部清0，内部RAM的状态不受复位的影响，在系统上电时RAM的内容是不定的。复位操作有两种情况，即上电复位和手动(开关)复位。本系统采用上电复位方式。

图4中R9和Cl组成上电复位电路，其值R取为1KQ, C取为1pF。

2.2.3数据存储器的扩展电路

AT89C51单片机外接数据RAM时，P2口输出存储器地址的高8位，PO口分时输出地址的低8位和传送指令字节或数据。PO口先输出低8位地址信号，在ALE有效

时将它锁存到外部地址锁存器中，然后PO口作为数据总线使用，此处地址锁存器选用74LS373，实际电路图连接如图4所示。

图3数据存储器的扩展电路

2.3数据采集处理电路

ADC0809是一种8位逐次逼近式A/D转换器，内部具有锁存控制的8路模拟开关，外接8路模拟输入端，可同时对8路0-5V的输入模拟电压信号分时进行采集转换，本系统只用到INO和INl两路输入通道。ADC0809转换器的分辨率为8位，最大不可调误差小于士1LSB，采用单一+5V供电，功耗为15mW,不必进行零点和满度调整。由于ADC0809转换器的输出数据寄存器具有可控的三态输出功能，输出具有TTL三态锁存缓冲器，故其8位数据输出引脚可直接与数据总线相连。A/D转换器需外部控制启动转换信号方能进行转换，这一启动转换信号可由CPU提供，不同型号的A/D转换器，对启动转换信号的要求也不同，分脉冲启动和电平启动两种，ADC0809采用脉冲启动转换，只需给A/D转换器的启动控制转换的输入引脚((START)上，加入正脉冲信号，即启动A/D转换器进行转换，转换开始后，转换结束信号输出端(EOC)信号变低，转换结束时，EOC返回高电平，以通知主机读取转换结果的数字量，这个信号可以作为A/D转换器的状态信号供查询，也可以用作中断请求信号。

图4数据采集处理电路

本系统中ADC0809与AT89C51单片机的接口如图6所示，采用等待延时方式。ADC0809的时钟频率范围要求在10-1280kHz , AT89C51单片机的ALE脚的频率是单片机时钟频率的1/6，因此当单片机的时钟频率采用6MHz,ADC0809输入时钟频率即为CLK=1MHz，发生启动脉冲后需延时100Us才可读取A/D转换数据。

如图6连接方式，ADC0809的8位数据输出引脚可直接与数据总线相连，地址译码引脚A, B, C分别与74LS373的A, B, C相连，以选通INO- IN7中的一个通道。AT89C51的p 2.6作为片选信号，在启动AM转换时，由单片机的写信号WR和p2.5。控制ADC的地址锁存和转换启动。由于ALE与START连在一起，因此ADC0809在锁存通道地址的同时也启动转换，在读取转换结果时，用单片机的读信号RD和p2.5。引脚一级或非门产生的正脉冲作为OE信号，用以打开三态输出锁存器。

2．4LED显示系统电路

微机化测控系统中常用的测量数据的显示器有发光二极管显示器(简称LED或数码管)和液晶显示器(简称LCD)。这两种显示器都具有线路简单、耗电少、成本低、寿命长等优点，本系统输出结果选用4个LED显示。数码管有共阴共阳之分，本系统采用8段共阴型LED，其原理图如图6所示，每位数码管内部有8个发光二极管，公共端由8个发光二极管的阴极并接而成，正常显示时公共端接低电平(GND)，各发光二极管是否点亮取决于a-dp各引脚上是否是高电平。

LED数码管的外形结构如图6，外部有10个引脚，其中3, 8脚为公共端也称位选端，其余8个引脚称为段选端，当要使某一位数码管显示某一数字((0-9中的一个)必须在这个数码管的段选端加上与数字显示数字对应的8位段选码(也称字形码)，在位选端加上低电平即可。

由于系统要显示的内容比较简单，显示量不多，所以选用数码管既方便又经济。LED有共阴极和共阳极两种。如图6所示。

二极管的阴极连接在一起，通常此公共阴极接地，而共阳极则将发光二极管的阳极连接在一起，接入+5V的电压。一位显示器由8个发光二极管组成，其中7个发光二极管构成字型“8”的各个笔划（段）a～g，另一个小数点为dp发光二极管。当在某段发光二极管施加一定的正向电压时，该段笔划即亮；不加电压则暗。为了保护各

段LED 不被损坏，需外加限流电阻。

符号和引脚 共阴极 共阳极

图5 LED 数码管结构原理图

数码管显示器有两种工作方式，即静态显示方式和动态扫描显示方式。为节省端口及降低功耗，本系统采用动态扫描显示方式。动态扫描显示方式需要解决多位LED 数码管的“段控”和“位控”问题，本电路的通过P1口实现：而每一位的公共端，即LED 数码管的“位控”，则由P3口控制。这种连接方式由于多位字段线连在一起，因此，要想显示不同的内容，必然要采取轮流显示的方式，即在某一瞬间，只让其中的某一位的字位线处于选通状态，其它各位的字位线处于断开状态，同时字段线上输出这一位相应要显示字符的字段码。在这一瞬时，只有这一位在显示，其他几位则暗。在本系统中，字位线的选通与否是通过PNP 三极管的导通与截止来控制，即三极管处于“开头”状态。

因AT89C51单片机I/O 口资源有限，必须对其Il0口进行扩展才能满足实现系统功能，如图6所示为用8155扩展1/0口的4个8位LED 动态显示器，显示扫描由程控实现，其中PA 口输出字型码，PC 口输出位选信号即扫描信号，图中片选线CE 和AT89C51的P2.7口相连，IO/ M 选通输入线与P2.4口相连，该系统中当P2.7=0且P2.4 =1时，选中8155芯片内三个I/O 口。相应的端口地址分配如表1:

表1 8155端口地址分配

图6 显示电路

2.5超限报警电路

为了在某些紧急状态或反常状态下，能使操作人员不致忽视，以便及时处理，往往需要有某种更能引起人们注意提起警觉的报警信号产生，这种报警信号通常有三种类型:闪光报警、鸣音报警、语音报警，本系统采用简单易行的声光报警电路。

如图7所示报警电路，报警设备选用压电式蜂鸣器，它约需要10mA的驱动电流，只需在其两条引线上加3一15V的直流电压，即可产生3KHz左右的蜂鸣声音，图中蜂鸣器的一端接在高电平+SV，另一端接Pl.0，在初态Pl.0始终输出高电平1，当需要报警时，程序对其端口清零即可，声音的长短可用延时程序控制实现。图中接入的发光二极管LED为超高线报警器，当P1.1端输出为低电平“0”时，二极管导通，灯亮发出报警信号

图7报警电路

第3节系统的软件设计

系统软件程序设计主要包括:主程序设计，采样子程序设计，数据处理程序，显示子程序，串口通信程序等。各芯片地址编码为:

RAM6116: OFOOOH-OF7FFH 81551/0口:7FF8H - 7FFDH

ADC0809: OBFF8H-OBFFFH

3．1 系统主程序设计

ADTURNO EQU 21H ;INO通道A/D转换数据存放首址

ADTURN1 EQU 2CH ;IN1通道A/D转换数据存放首址

LINEADRO EQU 37H ;1N0采集数据经滤波处理数据存

放地址

LINEADR1 EQU 38H ;INl采集数据经滤波处理数

据存放地址

LINEADR EQU 39H ;平均值存放地址

HUMID EQU 3BH ;标度变换后的湿度值存放地址

BCDADR EQU 3CH ;BCD转换后的湿度值存放地址

HUMADR EQU 3DH ;上位机传来的湿度值存放地址

TIMEADR EQU 3EH ;上位机传来的时间值存放地址

T100US EQU 256-50 ;延时参

Cl00US EQU 3FH

SHOWADR EQU 40H ;显示区数据存放首址

ORG OOOOH

SJMP START

ORG OOOBH ;定时器0中断服务程序入口

Limp TOINT

ORG 0023H ;串行I/O中断服务程序入口

Limp SERVE

ORG 0050H

START: MOV SP, #50H ;设置堆栈

MOV HUMADR, #OFFH

SETB OD3H ;选中寄存器3

SETS OD4H

MOV R0, #HUMADR

CLR OD3H ;选中寄存器0

CLR OD4H

Mov TMOD, #22H ;主程序初始化

Mov TH1, #OF3H

Mov TLl, #OF3H

Mov SCON, #50H

Mov PCON, #80H

mov DPTR, #7FF8H

mov A, #4DH

MOVX @DPTR, A

SETB TR1

SETB EA

SETB ES

RUN: LCALL AD ;调用A/D转换子程序

LCALL MAOPAO ;调用滤波子程序

LCALL TURN ;调用湿度转换子程序

Mov A, HUMID ;将湿度值送往上位机

Mov SBUF, A

LCALL TWOSEC ;延时等待两妙钟

LCALL BCDTURN ;调用BCD转换子程序

LCALL SHOW ;调用显示子程序

Mov A, HUMID

CJNE A, HUMADR, COMP ; 检测到的湿度值大于上位机送来

的湿度值时，则循环采样，否则报

警灌溉

DONE: CLR P1.1

LCALL ALARM ;调用报警延时子程序进行灌溉动作

LCALL TIME

ORL P1, #02H

LCALL TENMIN ;灌水结束等待10分钟

Limp RUN ;回到主程序

COMP: JC DONE

LJMP RUN

END

3．2采样子程序设计

根据电路图5，因EOC未接入单片机，故只能采用延时等待的方法来读取A/D转换结果，ADC0809的INO和INl两个地址分别是OBFF8H, OBFF9H, INO通道采集到的11个数据放入以ADTURNO(片内21H)为首址的一片数据区内，IN1通道采集到的11个数据放入以ADTURN1(片内2CH)为首址的另一片数据区内。

程序清单:

AD: MOV R0, #ADTURNO

MOV R6, #OBH

ADLOOP: MOV DPTR, #OBFF8H ; 启动INO通道A/D转换

GOON: MOVX @DPTR, A

MOV R7, #OAOH ; 延时等待转换结束

DLAY: NOP

NOP

NOP

NOP

NOP

DJNZ R7, DLAY

MOVX A, @DPTR

MOV @R0, A ;将转换后的数据送入以

ADTURNO为首址的一片

RAM内

INC RO

DJNZ R6, ADLOOP

SJMP AD

RET

3.3 数据处理

3.3.1数字滤波技术

在单片机进行数据采集时，输入信号总难免受到这样那样的随机干扰，它们来自被测信号源、传感器、外界干扰等，从而使A/D送入单片机的数据中存在误差，这种因随机千扰而引入的误差为随机误差，其特点是在相同条件下测量同一量时，其大小和符号作无规则变化而无法预测，但测量次数足够多时，其总体服从统计规律，大多数随机误差服从正态分布。为了克服随机干扰引起的误差，硬件上可采用滤波技术;软件上可按照统计规律采用数字滤波方法来抑制有效信号

中的干扰成分，消除误差。本系统即采用数字滤波法。

数字滤波无需硬件，它是用软件算法来实现的，只要适当改变软件滤波程序的运行参数，就能方便的改变其滤波特性，实时性很强。常用的数字滤波算法有: 限幅滤波法、中位值滤波法、算术平均滤波法、去极值平均滤波法、移动平均滤波法、加权平均滤波法、低通滤波法、复合滤波法等。

中位值滤波法能有效的克服偶然因素引起的波动或采样器不稳定引起的误

码等脉冲干扰，对变化比较缓慢的被测参数采用此法能收到良好的滤波效果。因本系统的被测参数土壤湿度为缓慢变化参数，故采用中位值滤波算法。

中位值滤波算法实际上是一种排序方法，其具体思路是:对被测参数连续采

样N次(一般N为奇数)，然后把N次采样值按大小排列，取其中间值为本次采

样值。

本程序每次对土壤湿度连续采样11次，ADTURNO为片内RAM的21H地

址单元，是采样值放入内存的首地址，滤波结果放入片内RAM的37H地址单元，即LINEADRO地址。

程序清单:

MAOPAO: MOV Rl, #ADTURNO

MOV R5, #OAH

CLR OOH

FILTER: MOV 3CH, @R1

INC Rl

MOV A, @R1

CLR C

SUBB A, 3CH

JNC NEXT

MOV A, @Rl

MOV @R1, 3CH

DEC R1

MOV @Rl, A

INC Rl

SETB OOH

NEXT: DJNZ R5, FILTER

JB OOH, MAOPAO

MOV LINEAD RO, 26H

RET

图8 数字滤波程序流程图

3.3.2标度变换

在微机化测控系统中，经A/D转换器接口送入微机的数据，是对被测量进行测量得到的原始数据。这些原始数据送入微机后通常要先进行一定的处理，然后才能输出作为显示器的显示数据。例如当被测温度为1000 C，经热电偶转换成热电势，再经放大和A/D转换得到的数字是10，这个A/D转换结果10虽然与1000C温度是对应的，但数字上并不是相等的。因此，不能当作温度值去显示或打印，必须把A/D转换结果10变换成供显示或打印的温度值100，这个变换就是数字显示的标度变换。

在该系统中，湿度传感器和A/D相连，川D转换器和单片机相连，其中不包括任何非线性的数字化测量通道，因此被测量的值N‘与A/D转换结果D，存在如图10所示线性关系。

图9线性关系

在该系统中，土壤湿度测量范围0100%对应的输出电压范围为0-5V,ADC0809为8位A/D转换器，转换输出的数码为0255。即根据上面公式，DL=0lD H =255，NL=0, NH=100。TURN: SETB OD3H

CLR OD4H;选则第一组寄存器

CLR C

MOV A, LINEADR

MOV B, #20

MUL AB

CLR OD2H

MOV R7, B

MOV R6, A

MOV R5, #00H

MOV R4, #33H

LOOP1: MOV A, R7

JNZ LOOP2

MOV A, R6

JNZ LOOP2

MOV R7, #0

MOV R6, #0

SJMP$

LOOP2: CLR A

MOV R2, A

MOV R3, A

MOV Rl, #16

ADIN: CLR C

MOV A, R6

RLC A

MOV R6, A

MOV A, R7

RLC A

MOV R7, A

MOV A, R2

RLC A

MOV R2, A

MOV A, R3

RLC A

LOOP3: DJNZ R1, ADIN

MOV A, R3

JB ACC.7, LOOP4

MOV A, R2

RLC A

MOV R2, A

MOV A, R3

RLC A

SUBB A, R5

JC DONE1

JNZ LOOP4

MOV A, R2

SUBB A, R4

JC DONE1

LOOP4: MOV A, R6

ADD A, #1

MOV R6, A

MOV A, R7

ADDC A, #0

MOV R7, A

DONE1: MOV HUMID, R6

CLR 0D3H

RET

3.3.3 BCD转换

计算机所能识别和处理的是二进制数，在进行标度变换后的结果都是用二进制数进行计算和存储的，而在输入/输出系统中，按照人们的习惯均采用十进制数比较直观一些。在计算机中十进制数常采用BCD码(即用四位二进制数代表

单片机控制的节水灌溉系统的研究

一位十进制数)表示，这样采样得到的数据才可以以十进制的形式输出显示。本系统将二进制数转换成BCD数的方法是将其除以10”次幂，即得相应位数，最后的余数为个位数。程序如下:

BCDTURN: MOV SHOWADR+3, #00H‘因湿度值只能小于100，故千位数为0 MOV B, #100

MOV A, HUMID

DIV AB

MOV SHOWADR+2,A‘将百位数送SHOWADR+2显示地址

MOV A, #10

XCH A, B

DIV AB

MOV SHOWADR+1,A‘将十位数送SHOWADR+1显示地址

MOV SHOWADR, B‘将个位数送SHOWADR显示地址

RET

3.4 LED动态显示程序

根据LED动态显示系统电路图4-8, 8155控制口的地址为7FF8H, POA口地址为7FF9H , PC口地址为7FFBH，片内显示缓冲区为SHOWADR-SHOWADR+3 (40H-43H)，共4个单元对应4个数码管。程序中先取SHOWADR-I-3中的数，对应选中最左边的数码管，其余类推。由于LED为共阴极接法，并有反相驱动，字型表TAB中有效的字型码为:

LED显示段码

字型共阳极段共阴极段字型共阳极段共阴极段

0 C0H 3FH 9 90H 6FH

1 F9H 06H A 88H 77H

2 A4H 5BH B 83H 7CH

3 B0H 4FH C C6H 39H

4 99H 66H D A1H 5EH

5 92H 6DH E 86H 79H

6 82H 7DH F 84H 71H

7 F8H 07H 空白FFH 00H

8 80H 7FH P 8CH 73H

程序清单如下:

MOV DPTR, #7FF8H ;指向8155控制口

MOV A, #4DH ;设置8155工作方式字

MOVX @DPTR, A ;设A口、C口均为输出

SHOW: CLR OD3H

SETB OD4H ;选中寄存器2组

MOV R4, #OFFH

SHOWSTART: MOV R0, SHOWADR+3 ;指向缓冲区末单元

MOV R1, #4 ;显示4位LED

SHOWLED:

MOV R6, #20H

MOV R7, #00H

DIR 1:MOV A, #00H

MOV DPTR, #7FFBH

MOVX @DPTR, A

MOV A,@R0

MOV DPTR, #TAB

MOV A, @A+DPTR

MOV DPTR, #7FF9H

MOVX @DPTR,A

MOV A,R6

MOV DPTR,# 7FFBH

MOVX @DPTR,A

HERE:DJNZ R7,HERE

DEC RO

CLR C

MOV A,R6

RRC A

MOV R6,A

JNZ DIR1

DJNZ R1,SHOWLED

DJNZ R4,SHOWSTART

CLR 0D4H

TAB:DB OCOH, OF9H, OA4H, OBOH

DB 99H, 92H, 82H, OF8H

DB 80H, 90H, 88H, 83H

DB OC6H, OA1H, 86H, 8EH

RET

小结

本次课程设计给了我很大的帮助,不仅提高了自己的独立思考能力和单片机的专业知识，也深刻了解写一篇应用系统的步骤和格式，有过这样的一次训练，相信在接下来的日子我们都会了，而且会做得更好。

我的设计主要根据目前节水灌溉技术的发展趋势和国内实际的应用特点和要求，采用了自动化的结构形式，实现对土壤湿度的自动检测和控制。

系统以单片机AT89C51为核心部件，单片机系统完成对土壤湿度信号的采集、处理、显示等功能;用Protel软件绘制电路原理图和PCB电路印刷板图，并在电路板厂制作控制主板;利用MCS-51汇编语言编制,运行程序该系统的主要特点是:

1)适用性强，用户只需对界面参数进行设置并启动系统正常运行便可满足不同作物对土壤湿度的要求，实现对土壤湿度的实时监控，下位机也可脱离上位机单独工作。

2)可对作物进行适时、适量灌水，不仅有利于作物的生长发育，而且避免了水资源的浪费，起到了高产节水的作用。

3)系统成本低廉，操作非常简单，可扩展性强，只要稍加改变，即可增加其他使用功能。

本系统对现代化农业的发展具有十分重要的意义：

1)本系统只对灌溉中水的因素实行监控，而未涉及肥的问题，应将水肥结合起来进行灌溉，对作物生长效果会更好。

2)应同时考虑土壤湿度和作物需水量两个因素，判断是否要对作物进

行灌溉以及所需灌水量的多少。

3)被测土壤湿度只是进行了两点测试，如果能进行多点检测就会使检测到的湿度值精度更高。

4)本系统在模拟检测中运行较好，但采样据不太稳定等，还有待于进一步完善提高。

参考文献

[1] 景东升.单片机自动灌溉控制系统研究、设计及应用.〔学位论文].北京农业工程大学，1994

[2」武庆生，仇梅.单片机原理与应用.电子科技大学出版，1998,12

[3] 朱定华.单片机原理与接口技术.电子工业出版社，2001,4

[4] 刘瑞新.单片机原理及应用教程.机械工业出版社，2003,7

[5」吴普特，牛文全，郝宏科.现代化高效节水灌溉设施.化学工业出版社，2002b,5

[6] 曹天汗.单片机原理与接口技术.第一版.北京:电子工业出版社,2003

[7] 胡汉才.单片机原理及其接口技术.第二版.北京:清华大学出版社,2003

[8] 张俊漠.单片机中级教程-单片机原理及应用.北京:航空航天大学出版社,2001

农田自动灌溉系统单片机硬件系统

独立完成与诚信声明 本人郑重声明：所提交的毕业设计（论文）是本人在指导教师的指导下，独立工作所取得的成果并撰写完成的，郑重确认没有剽窃、抄袭等违反学术道德、学术规范的侵权行为。文中除已经标注引用的内容外，不包含其他人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 毕业设计（论文）作者签名：指导导师签名： 签字日期：签字日期：

毕业设计（论文）版权使用授权书 本人完全了解华北水利水电学院有关保管、使用毕业设计（论文）的规定。特授权华北水利水电学院可以将毕业设计（论文）的全部或部分内容公开和编入有关数据库提供检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段复制、保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交毕业设计（论文）原件或复印件和电子文档（涉密的成果在解密后应遵守此规定）。 毕业设计（论文）作者签名：导师签名： 签字日期：签字日期：

目录 摘要.............................................................................................................................................................. I Abstract .......................................................................................................................................................... II 第一章绪论 (1) 1.1项目背景 (1) 1.2国外研究现状 (1) 1.3国内研究现状 (2) 1.4设计任务与要求 (3) 第二章硬件设计元器件的选择 (4) 2.1单片机——at89c51 (4) 2.1.1单片机简介 (4) 2.1.2 A T89C51管脚说明 (5) 2.2液晶显示——lcd1602a (7) 2.2.1液晶显示器简介 (7) 2.2.2 1602LCD的基本参数及引脚功能 (7) 2.2.3 1602LCD的指令说明及时序 (9) 2.3 温度传感器——ds18b20 (10) 2.4 湿度传感器——HIH-4000 (12) 2.5 模数转换——adc0809 (13) 第三章单片机硬件设计 (15) 3.1 系统整体框图 (15) 3.2 硬件部分模块介绍 (15) 3.2.1 时钟电路和复位电路的设计 (15) 3.2.2 模数转换电路 (16) 3.2.3 液晶显示电路 (17) 第四章PCB结构设计 (18) 4.1 PCB设计平台 (18) 4.2原理图的设计 (18) 4.3 PCB的绘制 (21) 第五章系统调试与实现 (25) 5.1 软件仿真 (25) 5.2 硬件仿真 (26) 5.3 硬件调试 (26) 结论 (28) 致谢 (29) 参考文献 (30) 附录一外文翻译—英语原文 (31) 附录二外文翻译—中文译文 (35) 附录三毕业设计任务书 (38) 附录四毕业设计开题报告 (40) 附录五proteus硬件设计图 (40) 附录六protel电路设计图 (41) 附录七程序代码 (42)

基于单片机的节水灌溉自动控制系统设计

本科生毕业设计 摘要 自动控制节水灌溉技术代表了农业现代化的发展状况，灌溉系统自动化水平比较低下是制约我国高效农业发展的主要原因。本文就此问题研究了基于单片机的节水灌溉自动控制系统，系统对土壤湿度进行监控，并按照农作物的要求进行适时适量的灌水，其核心部分是单片机控制部分，主要对灌溉控制技术以及系统的硬件设计，软件编程各个部分进行深入的研究。 控制部分以单片机为核心，研制了一种基于单片机的节水灌溉自动控制系统。介绍了系统总体结构、单片机系统主机电路、数据采集处理电路、I/O口的扩展电路。为了进行大规模灌溉工程的监控，采用分布式控制模式，以提高控制系统的可靠性、降低系统的成本。 该套基于单片机控制的节水灌溉自动控制系统造成本低，体积小、安装方便、抗干扰性强、运行可靠，相比其他控制方式来说，性价比高，更易形成产品，便于推广应用。这是我国灌溉自动控制技术的一种新尝试，为目前农业在较低生产力水平的状况下，向智能化、市场化方向发展开辟了一条新途径。 关键词： AT89C51单片机；湿度传感器；A/D转换；采样；芯片 1

本科生毕业设计 ABSTRACT The level of auto-control water-saving irrigation technology reflects the development condition of agriculture modernization.The low automatic level of irrigation system is the main reason that prevented our agriculture’s development.As to this condition,this paper mainly studies the water-saving irrigation system that controlled by MCU.This system can supervise humidity.it can irrigate to the demand of the farm crops with right amunt of water at well time.The control part that consists of MCU is its core.Research work had been carried on irrigation control technology,hardware and software program and so . The control that consists of MCU is its core.A set of automatic water-saving system which is controlled by sing-chip controller have been developed in this paper.The overall structure of system、the main circuit of the MCU system、data-collecting circuit、I/O expanding circuit are all the designed.For monitoring large-scale irrigation system,we use distributional control model to enhance stability of the system de reduce the cost. It is small,easy to fit,a strong capability to resist interfere and low-cost.So the control system is more economic compared to other control system such as thuter system and all these demonstrate this production is adept to be popularized.This work is a fresh attempt to bring our agriculture into an advanced stage,which now is relative to be backward greenhouse control technique,especially on the aspect of nutrient liquid supplying when crops cultivated on tissue. Key words: AT89C51 MCU; Humidity Sensor; A/D transform; Sampling; Chip 2

基于单片机的智能浇花系统的设计与实现样本

基于单片机智能浇花系统设计与实现 摘要 随着社会发展，人民越来越注重环境质量。养殖花卉成了首要选取，在家养殖可以陶怡情操，丰富生活。同步花卉可以通过光合伙用吸取二氧化碳释放氧气同步还可以净化空气，并且花卉还可以吸取有毒物质例如刚装修房屋里苯、甲醛等。因而越来越多人喜欢养殖花卉。本文设计了一种智能湿度感应浇花系统。系统以单片机AT89S52 为控制芯片，启动浇花之前先有蜂鸣器报警，准时按量供水是完毕每天在限定期间自动启动水泵浇花，按照各种花卉所需水量差别，使用一种按钮装置来控制给水时间，也就是电磁阀启动和闭合时间，别的时间水泵不转，不会有水流通供应补水；按照温度、湿度来严格控制给水重要用到是SLHT5-1 土壤温度、湿度传感器，如果传感器检测温度、湿度都达不到规定规定，就开始浇花，达到了规定温度、湿度就停止浇花。该系统既能准时、按量给花卉浇水，还可觉得节约水资源，从而让花卉更好生长。 核心词：单片机；智能浇花系统；传感器；

Abstract With the development of society, people pay more and more attention to environmental quality. Flower cultivation has become the first choice, in farming can Tao Yi sentiment, enrich life. At the same time, flowers can absorb carbon dioxide through photosynthesis release oxygen also can purify the air, and the flower also can absorb toxic substances such as just decoration house of benzene and formaldehyde. So more and more people like to breed flowers. This paper designs a kind of intelligent humidity sensing watering system. The systemwith AT89S52 single chip computer as control chip, first started watering the flowers before thebuzzer alarm, timing quantitative watering is to pump water the flowers every day to open automatically at a specified time, according to the different flowers need different quantity of water, with a button to set the watering time length, i.e., the solenoid valve open time, the rest of the time the pump does not turn water can not flow through, according to water the flowers;humidity control is to use a SLHT5-1 soil moisture sensor, when the detected humidity did not reach the setting humidity, began to water the flowers, to the setting humidity stop watering.This system can not only on time, according to the amount of give flower watering, can alsosave water resources, so as to make flowers grow better. Keyword：MCU ； intelligent watering system ; sensor

节水灌溉实施计划方案

*********村节水灌溉工程实施案

1、综述 1.1 项目背景 1.1.1项目的实施背景 本项目为**********地村节水工程实施案。 ******地村位于****************。总土地面积14000亩，种植面积7000亩。人均纯收入5000元/人。 本次设计节水灌溉面积1000亩，工程建设形式为低压管道输水灌溉。 由于该区处于半干旱地带，降雨量少，干旱成为当地农牧业生产发展的主要制约因素。农业灌溉用水主要靠开采地下水。东地村基础设施薄弱，井的出水量不足，配套设施不健全，灌水式粗放，灌水定额大，成本费用高，水资源浪费重，对当地本来就短缺的水资源来说更是雪上加霜。所以改善灌溉条件，建设适宜当地生产的高标准节水灌溉工程是当务之急。合理开发利用地下水资源，提高农业灌溉用水的利用率，将对当地的经济发展起到很大的促进作用，为东地村脱贫致富奔小康创造有利条件。 1.1.2 项目建设的必要性 由于近几年连续干旱，地下水位逐年下降，****地村现有井因建设年限较长，井深不足，不同程度的存在出水量重不足。机泵露天放置无任防护措施，风吹雨淋致使机泵老化重，使用寿命大大降低；灌水式粗放，灌水定额大，成本费用高，据调查灌溉水的利用系数只有0.6，水资源浪费重。随着经济的进一步发展，种植结构的调整，生产生活用水也将加大，

水资源的供需矛盾也将进一步尖锐突出，水资源短缺已成为现实。 合理开发利用好有限的水资源,大力发展节水灌溉工程，建设高效连片节水工程，提高农业灌溉用水的利用率，才能保证粮食安全和环境友好，才能保证水资源可持续利用及经济的可持续发展。 针对项目区农业生产现状及水资源现状，建设节水灌溉工程可以改善当地灌溉条件，减少地下水开采，还可以提高农作物产量，降低农产品成本，是促进“两高一优”农业发展的重要举措。 多年来，项目区农业生产结构单一，生产条件没有得到改善，农村经济发展缓慢、落后的灌溉技术与当今现代化的农业经营式极不相称。发展节水灌溉，使先进科学的灌水技术得到推广应用，可以促进产业结构的调整，使农业由粗放型经营向集约型转变。 就项目区农田灌溉现状而言，即浪费人力、物力、财力，又浪费有限的水资源，发展节水灌溉，可以减轻农民的劳动强度，节省劳动力转向其他行业，是实现农业现代化的需要。 总之，发展节水灌溉是党和政府倡导的共建和谐社会和节水型社会的需要，是广大农牧民脱贫致富的重要途径，是党中央提出建设新农村，加强基础设施建设的重要组成部分，是保证水资源可持续利用和社会可持续发展的需要。因此，高效连片节水灌溉工程的兴建是非常必要的。 1.2 项目概述 1.2.1 建设容及规模 ********村节水工程实施案，设计在东地村新建节水灌溉面积1000

基于单片机的自动节水灌溉系统

基于单片机控制的节水灌溉系统 题目：基于单片机的节水灌溉系统 班级： 13级34班 姓名：程雪园 学号： B13043428 指导老师：

目录 第1节引言 (3) 1.1 节水灌溉系统概述 (3) 1.2 本设计任务和主要内容 (4) 第2节系统主要硬件电路设计 (5) 2.1 单片机控制系统原理 (5) 2.2 单片机主机系统电路 (5) 2.2.1时钟电路 (6) 2.2.2复位电路 (6) 2.2.3数据存储器的扩展电路 (6) 2.3 数据采集处理电路 (7) 2.4 LED显示系统电路 (8) 2.5 超限报警电路 (10) 第3节系统软件设计 (11) 3.1 系统主程序设计 (11) 3.2 采样子程序设计 (12) 3.3数据处理 (13) 3.3. 1数字滤波技术 (13) 3.3.2标度变换 (15) 3. 3. 3 BCD转换 (18) 3. 4 LED动态显示程序 (18) 第4节结束语 (21) 参考文献 (22)

基于单片机的自动节水灌溉系统 第1节引言 自动控制节水灌溉技术的高低代表着农业现代化的发展状况，灌溉系统自动化水平较低是制约我国高效农业发展的主要原因。单片机控制的滴灌节水灌溉系统，该系统可对不同土壤的湿度进行监控，并按照作物对土壤湿度的要求进行适时、适量灌水，其核心是单片机和PC机构成的控制部分，主要对土壤湿度与灌水量之间的关系、灌溉控制技术及设备系统的硬件、软件编程各个部分进行实现。 单片机控制部分采用AT89C51单片机为核心，主要由土壤湿度传感器，信号处理电路，显示电路，输出控制电路，故障报警电路等组成，软件选用汇编语言编程。单片机可将土壤湿度传感器检测到的土壤湿度模拟量转换成数字量，显示于LED显示器上。该系统灵活性强，易于操作，可靠性高，将会有更广阔的开发前景。 1.1 节水灌溉系统概述 生命之起源，水为必要条件，没有了水，地球上的生命将会枯竭。 随着21世纪的到来，能源危机将接踵而至。比能源危机更可怕的是，作为 人类生命之源的水的短缺到了前所未有的程度，这一状况还将随着时间的推移和 社会的发展继续恶化。水资源危机已成为全球性的突出问题，利用科技手段缓解这一危机，将是人类主要的出路。 农业是人类社会最古老的行业，是各行各业的基础，也是人类顿以生存的最 重要的行业。农业的发展从长远来看很重要，一是水的问题，二是科技的问题。 农业的根本出路在科技，在教育。由传统农业向现代化农业转变，由粗放经营向 集约经营转变，必须要求农业科技有一个大的发展，进行一次新的农业技术革命。农业与工业、交通等行业相比仍然比较落后，农业灌溉技术尤其落后。灌溉系统 自动化水平较低是制约我国高效农业发展的主要原因。传统的灌溉模式自动化程 度极低，基本上属粗放的人工操作，即便对于给定的量，在操作中也无法进行有 效的控制，为了提高灌溉效率，缩短劳动时间和节约水资源，必须发展节水灌溉 控制技术。 现代智能型控制器是进行灌溉系统田间管理的有效手段和工具，它可提高操 作准确性，有利于灌溉过程的科学管理，降低对操作者本身素质的要求。除了能 大大减少劳动量，更重要的是它能准确、定时、定量、高效地给作物自动补充水分，以提高产量、质量，节水、节能。 现代灌溉控制器的研究使用在我国农、林、及园艺为数不多，与发达国家相比，有较大的差距，还基本停留在人工操作上，即使有些地方搞了一些灌溉工程 的自动化控制系统，也是根据经验法来确定每天灌溉次数和每次灌溉量，如果灌 溉量与作物实际需水量相比太少，便不能有效的促进作物健康成长;而灌溉量太 多，肥水流失，又会造成资源浪费，同时传统的灌溉法还需要相关专家的实时观 察并经验指导生产，劳动生产率低，这也不能与现代化农业向优化、高效化方向 发展要求同步。 随着计算机技术和传感器技术的迅猛发展，计算机和传感器的价格日益降

基于单片机节水灌溉系统的设计( 文献综述)

文献综述 前言 本人毕业设计的论题为《基于单片机节水灌溉系统的设计》，随着我国农业技术的高速发展，在进行农业生产的过程中需要大量的水资源，而我国却是一个水资源严重缺乏的国家，水资源的整体利用水平仍还很低,灌溉水的利用率只有30％～40％,水分生产效率不足1 ㎏∕m3,仅为发达国家的一半。灌溉管理自动化是发展高效农业的重要手段,我国目前主要局限于节水灌溉工程措施的推广和应用,而高效农业和精细农业要求必须实现水资源的高效利用,将输配水、灌水技术和降雨、蒸发、土壤墒情、作物需水规律等方面统一考虑,做到降水、灌溉水、土壤水和地下水联合调用,实现按需、按时、按量自动供水。因此,必须采用遥感、遥测等新技术监测土壤墒情和作物生长情况,对灌溉用水进行动态监测预报,实现灌溉用水管理的自动化、节约化、动态管理。而本文就是对不同土壤的湿度进行监控，并按照作物对土壤湿度的要求进行适时、适量灌水，所设计系统的核心是单片机和PC机构成的控制部分，主要对土壤湿度与灌水量之间的关系、灌溉控制技术及设备系统的硬件、软件编程各个部分进行实现。 本文根据目前国内外学者对的基于单片机节水灌溉系统的设计的研究成果，借鉴他们的成功经验，大胆的将单片机和PC机整合在系统中。这些文献给与本文很大的参考价值。本文主要查阅进几年有关基于单片机节水灌溉系统的设计的文献期刊。

张金波、胡钢、张学武、李致金、柯小干（2003）在《自动化控制系统在节水灌溉中的应用》介绍了以组态软件为开发平台,利用继电器输出模块,数字量输入模块等设备开发了农田节水灌溉自动化控制系统,该系统已在农田节水灌溉实际中得到了成功应用. 孙威、毛罕平、左志宇、伍德林（2007）在《基于单片机的节水灌溉自动控制器的设计》中以单片机为核心,研制了一种节水灌溉自动控制器;介绍了系统总体结构、单片机系统主机电路、数据采集处理电路、I/O口的扩展电路、通信接口等以及软件的设计. 王晓健（2010）在《单片机模糊控制节水灌溉系统设计》中介绍了灌溉控制系统的组成及工作原理,以单片机为核心控制芯片,设计了一套节水灌溉控制系统,并对其决策过程进行了具体分析. 张兵、袁寿其、成立、杨春明（2004）在《节水灌溉自动控制器的设计与研究》中论述了一种自动化节水灌溉控制系统的硬件设计、外部连线及其使用功能.系统控制器以与8051完全兼容的GMS90L51单片机为核心,采用计算机分布式管理;系统有传感器自动闭环控制、手动/半手动控制、微机超控等多种工作方式;系统能够实现自动化灌溉,具有排水警示、实时时钟、历史数据查询、数据上传及双向通信等功能. 张兵、袁寿其、成立（2003）在《节水灌溉自动化技术的发展及趋势》中论述了自动化技术在灌溉管理中的重要性,详细介绍了以色列、美国、澳大利亚及我国自动化技术在灌溉中的应用现状及存在的问题,讨论了一些新技术,如模糊控制、神经网络、专家系统等在节水灌溉控制中的应用,并对节水灌溉控制技术的发展趋势进行了探讨. 朱张青、曹成茂（2001）在《多用途节水灌溉控制系统研制》中介绍了一种以单片机控制为核心,能适用于多种农作物的节水灌溉控制系统. 苏崇峰、陈进昌、刘祥金、王永兰（2002）在《节水灌溉自动控制及管理系统研究》从节水灌溉控制与水费管理两个方面介绍了本系统在节水灌溉中的应用,着重介绍了控制过程;对节水灌溉的控制以及计算机、PLC、数字水表、数据采集都进行了详细地介绍;通过本系统的实施,可以从根本上解决节水灌溉重建轻管的弊端. 吴维雄（2004）在《试论计算机在节水灌溉中的应用》中介绍了随着精确农业技术革命的发展,节水灌溉中增加了精确灌溉的内容.通过计算机控制实施相

基于单片机智能浇花系统设计

目录 1. 绪论 (2) 1.1系统工作原理 (1) 1.2系统模块 (1) 1.3系统操作界面及其操作过程 (1) 1.3.1 系统操作过程 (2) 2. 部件的选择 (3) 2.1芯片的选择 (3) 2.2继电器的选择 (3) 2.3阀门的选择 (3) 2.3.1 电磁阀的选择 (3) 3. 硬件设计 (4) 3.1设备的结构 (4) 3.1.1 中央处理单元 (4) 3.1.2 LED显示部分 (4) 3.1.3 电磁阀部分 (4) 3.1.4按键部分 (4) 3.1.5 指示灯部分 (4) 3.2总电路设计图 (5) 3.3AT89C51单片机电路 (6) 3.4晶振电路 (7) 3.5复位电路 (8) 3.6按键电路 (9) 3.9LED显示电路 (11) 3.10电磁阀电路 (12) 4. 软件设计 (13) 4.1系统组成 (13) 4.2消抖流程及程序 (14) 4.3总流程及程序 (15) 4.4按键处理总流程及程序 (18) 4.5工作中的处理流程 (20) 5. 结论 (21) 参考文献 (22) 1

AT89C51基于单片机智能浇花系统设计 摘要:本设计是通过AT89C51单片机采用汇编语言进行编程，在LED液晶屏 上实现小时，分，秒的显示;并利用单片机来实现计时，定时功能，同时通过7个按键开关和3个指示灯来实现参数设置和调节功能、浇花间隔时间的设定、浇水持续时间的设定、单片机对电磁阀的自动控制。根据用户设定的时间顺利的完成浇花任务。 关键词：单片机，控制，显示，电磁阀 2

1.绪论 1.1 系统工作原理 自动浇花系统的设计，其主要执行装置是一个电磁阀门，其一端连接水管，另外一端连接外置的水管作为浇水口，浇水的水量主要由单片机控制。设备主要是通过控制浇水的时间间隔和浇水的持续时间来控制浇水量的。 1.2 系统模块 系统主要是由单片机、电源、按键、显示、指示灯、复位电路、电机模块等组成。 1

节水灌溉项目建议书

目录 一、项目建设的依据 二、项目建设的必要性和可行性 三、项目承担单位的基本情况 四、项目地点选择分析 五、建设方案 六、项目建设目标 七、项目建设内容 八、投资估算和资金筹措 九、建设期限和实施进度安排 十、项目组织管理 十一、效益分析与风险评价

崇礼县白旗乡 蔬菜节水灌溉技术示范项目建议书 一、项目建设的依据 蔬菜产业是我县的一项富民主导产业。2008年，全县蔬菜种植面积10.6万亩，蔬菜产值1.6亿元，仅蔬菜一项全县农民人均纯收入1350元。大棚蔬菜产量高、效益好、销路畅，是农民稳定增收和致富的重要渠道。依据我县国民经济“十一五”规划确立的农民人均纯收入翻两番，到2010年达到全县农民人均4000元的目标，在我县因地制宜发展蔬菜种植并推广节水灌溉技术，尽快实现农民致富是十分必要的。经我们研究论证，在白旗乡南山窑村实施该项目是可行的，该项目见效快、低耗水，既易于在我县推广，又符合现代化农业发展方向。该项目的组织实施，将改善我乡的农业生产条件，提高土地利用率，实现高效农业，带动农民快速脱贫致富，从整体上推进“农业增效、农民增收、社会稳定”的奋斗目标的实现，为崇礼县经济发展做出巨大贡献。 二、项目建设的必要性和可行性 1、发展蔬菜是农民增收的需要。 近年来，县委、县政府充分利用气候凉爽、土质肥沃、空气清新、水质清澈的有利优势，加大农业结构战略性调整力度，使我县错季蔬菜成为一大特色主导产业。蔬菜产业已成为我县种植业中农民自主投入较多、经济效益较高、发展速度最快的产业，成为农民

增收的重要来源和支柱产业。2008年全县蔬菜种植面积达到10.6万亩，蔬菜总产量 3.6亿公斤，仅种菜一项农民人均纯收入达到1350元，尤其是设施蔬菜亩效益在8000-15000元，成为我县农民增收的新亮点。今年，我县进一步加大了大棚蔬菜发展力度，全县大棚面积达到了8506亩，并把大棚蔬菜发展列为了“十一五”期间工作重点，规划到2010年全年大棚蔬菜将达到30000亩，基本达到“户均1亩棚”，使大棚蔬菜成为农民增收的支柱产业，达到农民人均纯收入的一半以上来源于大棚蔬菜收入。 2、实施蔬菜滴灌示范项目是改善生产条件的有效措施。 我县境内地表谁主要是天然降水，年平均降水量450毫米，降水总量为11.3亿立方米，平均年（p=50%）降水量为477毫米，降水总量为11.1亿立方米，偏枯年（p=75%）降水量为424毫米，降水总量为9.9亿立方米。全县水资源总量为1.221亿立方米，目前，地上水已开发利用0.7214亿立方米，占可利用水源的71.6%。据2002年统计，全县地下水资源有0.2141亿立方米/年，已开采利用0.1165亿立方米/年，占可开发利用的54.4%。大棚蔬菜是一种高需水作物。近年，我县大棚蔬菜迅速发展，井打大小机井1500多眼，大量消耗着地下水，可供开发利用的地下水已经不多，若不采取节水措施，水将成为制约我县大棚蔬菜发展的重要瓶颈。通过以前在西湾子镇干沟村进行滴灌实验表明：采取大水漫灌亩用水800方，采取滴灌亩用水300方，亩将节水500方，对缺水的崇礼县推广滴灌技术意义十分重大。

基于单片机控制的自动灌溉系统的制作流程

图片简介: 本技术介绍了一种基于单片机控制的自动灌溉系统，包括土壤温湿度检测单元、水源检测单元、预警单元、ARM单片机和无线通信模块；土壤温湿度检测单元用于实时检测土壤的温度和湿度；水源检测单元用于实时检测灌溉水的pH值、含氯量以及灌溉水位值；该系统通过ARM单片机控制自动灌溉系统，有效的提高了水资源的利用效果，当土壤湿度不满足设定要求时，自动启动电磁阀进行喷灌，同时通过调节水泵的流量、压力以及喷水方向可以更加有效的进行灌溉；并且该系统使用太阳能蓄电池供电，节约用电，其结构简单，设计合理，使用操作便捷，智能化程度高，实现了温度和湿度集成一起控制调节的同时也节约了能源，使用效果好，便于推广使用。 技术要求

1.基于单片机控制的自动灌溉系统，其特征在于，包括土壤温湿度检测单元、水源检测单元、预警单元、ARM单片机和无线通信模块； 所述土壤温湿度检测单元用于实时检测土壤的温度和湿度，并将检测到的土壤温度和湿度数据实时发送给所述ARM单片机； 所述水源检测单元用于实时检测灌溉水的pH值、含氯量以及灌溉水位值，并将检测到的灌溉水的pH值、含氯量以及灌溉水位值实时发送给所述ARM单片机； 所述ARM单片机用于实时接收所述土壤温湿度检测单元所发送的土壤的温度和湿度数据并发送给无线通信模块，ARM单片机同时将所接收到的土壤的温度和湿度数据与设定的土壤的温度和湿度数据进行实时对比，若所接收到的土壤的温度和湿度数据两者中的一个或者两个出现异常，所述ARM单片机向所述预警单元发出土壤温湿度检测异常报警指令； 所述ARM单片机同时控制水泵开启并向土壤进行灌溉； 所述ARM单片机还用于实时接收所述水源检测单元所发送的灌溉水的pH值、含氯量以及灌溉水位值并发送给无线通信模块，ARM单片机同时将接收到的灌溉水的pH值、含氯量以及灌溉水位值与设定的灌溉水的pH值、含氯量以及灌溉水位值进行实时对比，若所接收到的灌溉水的pH值、含氯量以及灌溉水位值三者中的一个或者多个出现异常，所述ARM单片机向所述预警单元发出水源检测异常报警指令； 所述预警单元包括包括第一报警器和第二报警器；所述第一报警器用于接收所述ARM单片机发送来的土壤温湿度检测异常报警指令并发出第一报警声；所述第二报警器用于接收所述ARM单片机发送来的水源检测异常报警指令并发出第二报警声； 所述无线通信模块用于实时接收所述ARM单片机发送来的土壤的温度和湿度并发送给监控中心以及移动客户端；所述无线通信模块还用于实时接收所述ARM单片机发送来的灌溉水的pH值、含氯量以及灌溉水位值并发送给监控中心以及移动客户端。 2.如权利要求1所述的基于单片机控制的自动灌溉系统，其特征在于，所述ARM单片机还信号连接有光照强度检测传感器，所述光照强度检测传感器用于实时检测大气的光照强度。

基于单片机的节水灌溉系统的设计与实现毕业设计

毕业设计 题目：基于单片机的智能节水灌溉的设计与实现

毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期：

学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期：年月日 导师签名：日期：年月日

基于-单片机智能浇花系统设计实现

基于单片机的智能浇花系统的设计与实现 摘要 随着社会的发展，人民越来越注重环境质量。养殖花卉成了首要选择，在家养殖可以怡情操，丰富生活。同时花卉可以通过光合作用吸收二氧化碳释放氧气同时还可以净化空气，而且花卉还可以吸收有毒物质例如刚装修的房屋里的苯、甲醛等。因此越来越多的人喜欢养殖花卉。本文设计了一种智能湿度感应浇花系统。系统以单片机AT89S52 为控制芯片，启动浇花之前先有蜂鸣器报警，按时按量的供水是完成每天在限定的时间自动启动水泵浇花，按照各种花卉所需水量的差别，使用一个按钮装置来控制给水的时间，也就是电磁阀开启和闭合的时间，其余时间水泵不转，不会有水流通供给补水；按照温度、湿度来严格控制给水主要用到的是SLHT5-1 土壤温度、湿度传感器，如果传感器检测温度、湿度都达不到规定的要求，就开始浇花，达到了规定的温度、湿度就停止浇花。该系统既能按时、按量的给花卉浇水，还可以为节约水资源，从而让花卉更好的生长。关键词：单片机；智能浇花系统；传感器；

Abstract With the development of society,people pay more and more attention to environmental quality.Flower cultivation has become the first choice,in farming can Tao Yi sentiment,enrich life.At the same time,flowers can absorb carbon dioxide through photosynthesis release oxygen also can purify the air,and the flower also can absorb toxic substances such as just decoration house of benzene and formaldehyde.So more and more people like to breed flowers.This paper designs a kind of intelligent humidity sensing watering system.The systemwith AT89S52 single chip computer as control chip,first started watering the flowers before thebuzzer alarm,timing quantitative watering is to pump water the flowers every day to open automatically at a specified time,according to the different flowers need different quantity of water,with a button to set the watering time length,i.e.,the solenoid valve open time,the rest of the time the pump does not turn water can not flow through,according to water the flowers;humidity control is to use a SLHT5-1 soil moisture sensor,when the detected humidity did not reach the setting humidity,began to water the flowers,to the setting humidity stop watering.This system can not only on time,according to the amount of give flower watering,can alsosave water resources,so as to make flowers grow better. Keyword: MCU;intelligent watering system;sensor

农业高效节水灌溉项目PVC管道施工组织设计

农业高效节水灌溉项目P V C管道施工组织设计 Modified by JACK on the afternoon of December 26, 2020

2013年农业高效节水项目 施工组织设计 第一章质量目标 一、质量目标 xxxxx（新市区）2013年农业高效节水项目工程质量目标为：本工程质量目标为合格。 第二章工程概况 一、工程简述: 本工程为xxxxxx新市区）2013年农业高效节水项目，本项目工程内容包含三个单项工程：挖沟槽土方工程；管道铺设安装工程；路面恢复工程。工程地点位于xxxx乡。 1、塑料管道采用管沟敷设，主材为PVC-U管及薄壁PE管，采用承插连接。 2、薄壁PE管材，承插连接，橡胶圈密封接口，管道公称压力，采用直埋方式。 3、闸阀井做法、井盖及井座、爬梯做法详见图纸。 4、闸阀进采用C20混凝土砌筑。

二、管道设备安装、材料概述 （一）工程的主要材料和设备的供应方式和供货渠道 工程的主要材料和设备选择疆内外实力雄厚、质量优良、供货信誉良好的厂家的产品，由本工程建设单位看样定货，产品供应方式根据工程进度计划提前签定购货合同，并在材料和设备进场使用前检验合格，避免影响工程进度；供货渠道优先采用厂家直接供货，其次考虑由三家设在疆内的总经销单位供货，减少中间环节，进场产品必须“三证”齐全（进场时由现场监理监督产品质量及三证），并提供有资质的检测机构出具的检验报告，必要时现场抽样送检，合格后方可使用。 砂、石料购自当地合格砂石场，水泥购自名牌水泥厂，钢材购自大型钢铁厂，供热及给水管道材料、电器、设施等材料均通过生产厂家或厂家的销售部门供货。 （二）PVC及PE管道安装工程 材质为PVC-U及薄壁PE软管，连接方式为承插连接，规格型号：De200及De1600、PE管为De90及De63等，压力试验、吹扫、清洗。防腐、保温、绝热及保护层按序施工。 第三章施工部署

基于单片机的节水灌溉自动控制系统设计

摘要 自动控制节水灌溉技术代表了农业现代化的发展状况，灌溉系统自动化水平比较低下是制约我国高效农业发展的主要原因。本文就此问题研究了基于单片机的节水灌溉自动控制系统，系统对土壤湿度进行监控，并按照农作物的要求进行适时适量的灌水，其核心部分是单片机控制部分，主要对灌溉控制技术以及系统的硬件设计，软件编程各个部分进行深入的研究。 控制部分以单片机为核心，研制了一种基于单片机的节水灌溉自动控制系统。介绍了系统总体结构、单片机系统主机电路、数据采集处理电路、I/O口的扩展电路。为了进行大规模灌溉工程的监控，采用分布式控制模式，以提高控制系统的可靠性、降低系统的成本。 该套基于单片机控制的节水灌溉自动控制系统造成本低，体积小、安装方便、抗干扰性强、运行可靠，相比其他控制方式来说，性价比高，更易形成产品，便于推广应用。这是我国灌溉自动控制技术的一种新尝试，为目前农业在较低生产力水平的状况下，向智能化、市场化方向发展开辟了一条新途径。 关键词： AT89C51单片机；湿度传感器；A/D转换；采样；芯片 1

ABSTRACT The level of auto-control water-saving irrigation technology reflects the development condition of agriculture modernization.The low automatic level of irrigation system is the main reason that prevented our agriculture’s development.As to this condition,this paper mainly studies the water-saving irrigation system that controlled by MCU.This system can supervise humidity.it can irrigate to the demand of the farm crops with right amunt of water at well time.The control part that consists of MCU is its core.Research work had been carried on irrigation control technology,hardware and software program and so . The control that consists of MCU is its core.A set of automatic water-saving system which is controlled by sing-chip controller have been developed in this paper.The overall structure of system、the main circuit of the MCU system、data-collecting circuit、I/O expanding circuit are all the designed.For monitoring large-scale irrigation system,we use distributional control model to enhance stability of the system de reduce the cost. It is small,easy to fit,a strong capability to resist interfere and low-cost.So the control system is more economic compared to other control system such as thuter system and all these demonstrate this production is adept to be popularized.This work is a fresh attempt to bring our agriculture into an advanced stage,which now is relative to be backward greenhouse control technique,especially on the aspect of nutrient liquid supplying when crops cultivated on tissue. Key words: A T89C51 MCU; Humidity Sensor; A/D transform; Sampling; Chip 2