单片机课程设计农田自动灌溉系统.doc
湖南农业大学课程论文学院：科学技术师范学院 班级：08机制教姓名：何健 学号：200840914112课程论文题目：农田自动灌溉系统课程名称：单片机原理及应用评阅成绩：评阅意见：成绩评定教师签名：日期： 年 月 日单片机农田自动灌溉系统学院：科技师范学院 班级：08机制教姓名：何健 学号：200840914112摘要：我国作为传统农业大国，长期以来一直沿用引水到田的灌溉方式，不仅灌溉效果不好，对旱情适应力差，而且盲目地频繁灌溉、过量灌溉造成了水资源的极大浪费。当前大田灌溉的自动控制系统多为直接进口，成本昂贵，难以得到大面积推广。本系统通过终端湿度传感器检测农田里的湿度并实时报告给中央控制单元，并在中央控制区显示。当湿度低于预设的最低门限值时，中央控制单元发送控制命令，农田终端接收命令后驱动喷灌装置喷水，直到湿度达到所设定的上限值时停止。农民在家可通过显示模块随时了解农田里的湿度状况。 关键词：节水灌溉，微处理器，自动调节控制一.引言我国是农业大国，农田灌溉建设有着悠久的历史，但现代化水平不高，而要使我国农田水利灌溉走上新台阶，就必须加速推进农业的科学化、合理化、现代化进程。本系统是针对我国农业引水到田的传统灌溉方式，在现代化农业和即将推进的精准农业面前的落后现状，及灌溉过程中无法知道农作物需水量的大小，盲目的频繁灌溉、过量灌溉所造成的水资源浪费现状，提出的无线节水灌溉控制系统设计方案。二自动灌溉系统的总体设计本系统的设计方案是基于微控、无线数据接收和传感器测量技术，采用传感器采集农田的湿度信息，根据采集的相应数据及农作物生长所需水分的需求量的设置，及时、精确、高效地控制流到田地的水流量大小。系统根据传感器反馈的数据的大小控制流到田间的水量，使农作物及时的获得所需的水分，控制过程中当灌溉到作物所需的水量时，系统会及时的关闭水源的流入，这样则避免水资源的浪费，有效的实现节水灌溉的设计要求。系统设计的功能主要有：湿度传感器对农田湿度进行采集，采集的湿度数据经单片机处理后，转化成可显示、可比较、符合农田条件的数据。采用键盘可以输入湿度阈值，湿度数据可以经过与阈值比较后输出驱动信号，用以驱动电磁阀灌水设备。采集的湿度数据经过无线收发模块后，可以从一个节点传送到另一个节点并显示采集的湿度数据和阈值设置数据。2.1湿度采集处理发射采集处理发射部分的结构如图，将以AT89C51为控制平台，用短距离无线数据传输模块CC1100发送湿度传感器HM-1采集到的农田湿度数据。四键盘引起的外部中断可以随时改变预先设置的上下限阈值，接受的数据不断地同设置阈值比较，当在上下限范围内是，PC7脚为高电平使LED灭，在范围外时PC7脚为低电平使LED亮。 湿度与上下限显示模块AT89C51控制处理模块键盘识别编码码四键输入调节控制模块CC1100发送端根湿度HM-1传感器 湿度采集处理发射框图2.2湿度数据接收控水如图2，使CC1100收发模块处于接收状态，接收的数据通过AT89C51单片机处理后在LCD5110显示，同时LCD5110显示上下限值。四键盘引起的外部中断也可以随时改变预先设置的上下限，接受的数据也在不断地同设置值比较，当在上下限范围内是，PC7脚为高电平使继电器断开，在范围外时PC7脚为低电平使继电器闭合，同时也打开了电磁阀使水流出。湿度与上下限显示模块AT89C51控制处理模块电磁阀水源控制模块键盘识别编码四键输入调节控制模块CC1100接收端根湿度数据接收控水框图三软硬件系统的实现3.1硬件部分本系统采用AT89C51单片机作为中央处理器，它是一种低功耗/低电压，高性能的八位COMS单片机，引脚图如下图：3.2软件设计正常水温范围形成上限控制信息X>Xmax设定湿度值Xmax、XminXNY取测量值X开始出口形成下限控制信息X<XminYN打开中断设置输入显示当地湿度值YN电磁阀控水流程图开 始 大于设定值初 始 化显 示Y湿度上升打开电磁阀、灌水警 报湿 度 小 于 设 定 值 NN四主程序CSA EQU P3.4CSB EQU P3.5RS EQU P1.6RW EQU P1.5E EQU P1.4DATAES EQU P0COM EQU 21HDAT EQU 22HYM EQU 23HLM EQU 24HCODES EQU 25HU0 EQU 26HU1 EQU 27HU2 EQU 28HU3 EQU 29HORG 0000H LJMP MAINORG 0003HMAIN MOV SP,#60HMOV R1,#00HMOV P2,#0FFHMOV P1,#00HCLR ACLR EA SETB IT1SETB EX0START LCALL SHOWO LCALL DELAY1LCALL SHOW1SETB EALOOP:LCALL DELAYLCALL DELAYMOV A,U3JNZ TYPE1SJMP LOOPTYPE1:LCALL DELAYMOV A,U3 CJNE A,#2,TYPE1RECTLE0:LCALL DELAY1MOV C,P3.3JC TESTNEXTLCALL STARTMOVERECYCLE:LCALL DELAY1MOV C,P3.3JNC RECYCLELCALL STOPMOVETESTNEXT:SJMP RECYCLE0五结束语应用该方案设计的基于微控、无线数据通信，传感器的农田灌溉系统，可以根据农作物生长所需水分的需求量，及时、精确、高效地控制流到田地的水流量大小。这样则有效的避免水资源的浪费，有效的实现节水全自动化的灌溉的设计要求。在农业生产过程中可以得到广泛的应用。参考文献1吴普特，节水灌溉与自动控制技术，化学工业出版社2沈波、黄勇，三联灌区自动控制技术研究与应用，中国农村水利水电 3张虹，单片机原理及应用 中国电力出版社
