單片機課程設計---農田自動灌溉系統(tǒng)

1、<p>　　單片機農田自動灌溉系統(tǒng)</p><p>　　摘要：我國作為傳統(tǒng)農業(yè)大國，長期以來一直沿用引水到田的灌溉方式，不僅灌溉效果不好，對旱情適應力差，而且盲目地頻繁灌溉、過量灌溉造成了水資源的極大浪費。當前大田灌溉的自動控制系統(tǒng)多為直接進口，成本昂貴，難以得到大面積推廣。</p><p>　　本系統(tǒng)通過終端濕度傳感器檢測農田里的濕度并實時報告給中央控制單元，并在中央控制區(qū)顯示

2、。當濕度低于預設的最低門限值時，中央控制單元發(fā)送控制命令，農田終端接收命令后驅動噴灌裝置噴水，直到濕度達到所設定的上限值時停止。農民在家可通過顯示模塊隨時了解農田里的濕度狀況。 </p><p>　　關鍵詞：節(jié)水灌溉，微處理器，自動調節(jié)控制</p><p><b>　　一.引言</b></p><p>　　我國是農業(yè)大國，農田灌溉建設有著悠久的

3、歷史，但現(xiàn)代化水平不高，而要使我國農田水利灌溉走上新臺階，就必須加速推進農業(yè)的科學化、合理化、現(xiàn)代化進程。本系統(tǒng)是針對我國農業(yè)引水到田的傳統(tǒng)灌溉方式，在現(xiàn)代化農業(yè)和即將推進的精準農業(yè)面前的落后現(xiàn)狀，及灌溉過程中無法知道農作物需水量的大小，盲目的頻繁灌溉、過量灌溉所造成的水資源浪費現(xiàn)狀，提出的無線節(jié)水灌溉控制系統(tǒng)設計方案。</p><p>　　二．自動灌溉系統(tǒng)的總體設計</p><p>　　

4、本系統(tǒng)的設計方案是基于微控、無線數(shù)據(jù)接收和傳感器測量技術，采用傳感器采集農田的濕度信息，根據(jù)采集的相應數(shù)據(jù)及農作物生長所需水分的需求量的設置，及時、精確、高效地控制流到田地的水流量大小。系統(tǒng)根據(jù)傳感器反饋的數(shù)據(jù)的大小控制流到田間的水量，使農作物及時的獲得所需的水分，控制過程中當灌溉到作物所需的水量時，系統(tǒng)會及時的關閉水源的流入，這樣則避免水資源的浪費，有效的實現(xiàn)節(jié)水灌溉的設計要求。</p><p>　　系統(tǒng)設計的

5、功能主要有：濕度傳感器對農田濕度進行采集，采集的濕度數(shù)據(jù)經(jīng)單片機處理后，轉化成可顯示、可比較、符合農田條件的數(shù)據(jù)。采用鍵盤可以輸入濕度閾值，濕度數(shù)據(jù)可以經(jīng)過與閾值比較后輸出驅動信號，用以驅動電磁閥灌水設備。采集的濕度數(shù)據(jù)經(jīng)過無線收發(fā)模塊后，可以從一個節(jié)點傳送到另一個節(jié)點并顯示采集的濕度數(shù)據(jù)和閾值設置數(shù)據(jù)。</p><p>　　2.1濕度采集處理發(fā)射</p><p>　　采集處理發(fā)射部分的結

6、構如圖，將以AT89C51為控制平臺，用短距離無線數(shù)據(jù)傳輸模塊CC1100發(fā)送濕度傳感器HM-1采集到的農田濕度數(shù)據(jù)。四鍵盤引起的外部中斷可以隨時改變預先設置的上下限閾值，接受的數(shù)據(jù)不斷地同設置閾值比較，當在上下限范圍內是，PC7腳為高電平使LED滅，在范圍外時PC7腳為低電平使LED亮。 </p><p>　　濕度采集處理發(fā)射框圖</p><p>　　2.2濕度數(shù)據(jù)接收控水

7、</p><p>　　如圖2，使CC1100收發(fā)模塊處于接收狀態(tài)，接收的數(shù)據(jù)通過AT89C51單片機處理后在LCD5110顯示，同時LCD5110顯示上下限值。四鍵盤引起的外部中斷也可以隨時改變預先設置的上下限，接受的數(shù)據(jù)也在不斷地同設置值比較，當在上下限范圍內是，PC7腳為高電平使繼電器斷開，在范圍外時PC7腳為低電平使繼電器閉合，同時也打開了電磁閥使水流出。</p><p>　　濕度數(shù)

8、據(jù)接收控水框圖</p><p>　　三．軟硬件系統(tǒng)的實現(xiàn)</p><p><b>　　3.1硬件部分</b></p><p>　　本系統(tǒng)采用AT89C51單片機作為中央處理器，它是一種低功耗/低電壓，高性能的八位COMS單片機，引腳圖如下圖：</p><p><b>　　3.2軟件設計</b><

9、;/p><p><b>　　電磁閥控水流程圖</b></p><p><b>　　Y</b></p><p><b>　　N</b></p><p><b>　　N</b></p><p><b>　　四．主程序</b&

10、gt;</p><p>　　CSA EQU P3.4</p><p>　　CSB EQU P3.5</p><p>　　RS EQU P1.6</p><p>　　RW EQU P1.5</p><p>　　E EQU P1.4</

11、p><p>　　DATAES EQU P0</p><p>　　COM EQU 21H</p><p>　　DAT EQU 22H</p><p>　　YM EQU 23H</p><p>　　LM EQU 24H</p><p>

12、　　CODES EQU 25H</p><p>　　U0 EQU 26H</p><p>　　U1 EQU 27H</p><p>　　U2 EQU 28H</p><p>　　U3 EQU 29H</p><p><b>　　

13、ORG 0000H</b></p><p><b>　　LJMP MAIN</b></p><p><b>　　ORG 0003H</b></p><p><b>　　MAIN </b></p><p>　　MOV SP,#60H</p><p&

14、gt;　　MOV R1,#00H</p><p>　　MOV P2,#0FFH</p><p>　　MOV P1,#00H</p><p><b>　　CLR A</b></p><p><b>　　CLR EA </b></p><p><b>　　SETB IT

15、1</b></p><p><b>　　SETB EX0</b></p><p><b>　　START </b></p><p>　　LCALL SHOWO</p><p>　　LCALL DELAY1</p><p>　　LCALL SHOW1</p&

16、gt;<p><b>　　SETB EA</b></p><p>　　LOOP:LCALL DELAY</p><p>　　LCALL DELAY</p><p><b>　　MOV A,U3</b></p><p><b>　　JNZ TYPE1</b><

17、/p><p><b>　　SJMP LOOP</b></p><p>　　TYPE1:LCALL DELAY</p><p><b>　　MOV A,U3 </b></p><p>　　CJNE A,#2,TYPE1</p><p>　　RECTLE0:LCALL DELAY1&

18、lt;/p><p>　　MOV C,P3.3</p><p>　　JC TESTNEXT</p><p>　　LCALL STARTMOVE</p><p>　　RECYCLE:LCALL DELAY1</p><p>　　MOV C,P3.3</p><p>　　JNC RECYCLE</p

19、><p>　　LCALL STOPMOVE</p><p>　　TESTNEXT:SJMP RECYCLE0</p><p><b>　　五．結束語</b></p><p>　　應用該方案設計的基于微控、無線數(shù)據(jù)通信，傳感器的農田灌溉系統(tǒng)，可以根據(jù)農作物生長所需水分的需求量，及時、精確、高效地控制流到田地的水流量大小。這樣則

20、有效的避免水資源的浪費，有效的實現(xiàn)節(jié)水全自動化的灌溉的設計要求。在農業(yè)生產(chǎn)過程中可以得到廣泛的應用。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1]吳普特，節(jié)水灌溉與自動控制技術，化學工業(yè)出版社[2]沈波、黃勇，三聯(lián)灌區(qū)自動控制技術研究與應用，中國農村水利水電 </p><p>　　[3]張虹，單片機原理及應用 中國