博主主页单片机辅导设计博主简介专注单片机技术领域和毕业设计项目。主要内容毕业设计、简历模板、学习资料、技术咨询。文章目录主要介绍一、系统主要功能二、 系统硬件设计3.1 系统的硬件组成三、灌溉系统控制软件设计电路原理图四、结论主要介绍水是农业资源中的一种不可替代的资源按总用水量算我国是世界第一用水大户按人均水资源统计我国属世界上13个贫水国家之一。自动控制节水灌溉技术可以有效地节约水资源同时也可加快我国高效农业的发展。本文给出了一款基于单片机的节水灌溉设计方案。其中选用TR-Ⅱ作为土壤水分传感器。流量传感器对流量等环境因素进行监控并按照作物的需求进行适时、适量的灌水。其中主控芯片是AT89C51以DS12C887作为外部时钟电路。在数据采集模块中采用的是逐次逼近式的模/数转换器ADC0809,输出模块采用82C55A作为主要器件。关键词节水灌溉 控制模型 AT89C51一、系统主要功能本论文主要研究单片机控制的节水灌溉系统分别对作物生长与灌水量之间的关系、灌溉控制技术及系统的软、硬件各个部分进行了深入的研究。主要内容如下(1)根据喷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)研究作物需水规律。主要有以下工作内容研究作物的蒸发蒸腾量与环境参数的变化关系找出其需水规律确定作物当前需水状况和合理的灌溉量.(3)设计以单片机为核心的智能控制器。控制器以 ATMEL公司生产的AT89C51为核心采用计算机分布式管理能够实现自动灌溉具备警示、实时时钟、历史数据查询、数据上传以及双向通信等功能。该控制器具有成本低、体积小、安装方便、抗干扰性强、运行可靠等优点相比较工控机等其它控制方式来说更易形成产品便于推广应用是我国农业自动控制技术的一种新尝试。(4)分布式控制系统的构成与实现.采用RS-485总线技术将智能控制器连接到分布式控制系统作为一个前端机与上位机和其它智能控制器一起构成集散控制系统这是该系统扩展通讯接口的意义所在。二、 系统硬件设计3.1 系统的硬件组成系统硬件主要由中心监控计算机和下位机两大部分组成中心监控计算机一般用一台PC机就可以担任了下位机则以单片机为核心下面分别对其进行介绍。本智能控制器以单片机为控制核心加上一些外围扩展电路共同组成具备一般控制和监控功能可以实现灌溉自动控制系统的独立控制并且扩展有通信接口可以连接到分布式控制系统中实现与上位机之间的数据交换。根据节水灌溉自动控制系统需求该智能控制器应具有如下功能按照生产需要实现各区域灌溉用水的自动供给具有小型键盘和显示人界面工作人员可以根据实际需要进行灌溉参数的显示、设定和修改和看门狗定时、复位功能具有与外界进行数据通讯的接口。根据以上这些要求智能控制器的主体结构图设计如下图所示。图3-1 硬件结构框图从上图我们可以看见智能控制器按照要求被分成了6大模块分别是(1) 主模块(2) 数据采集功能模块(3) 输出模块(4) 数据通信模块(5) 人机接口功能模块(6) 供电模块下面我们将对这 6大模块逐一进行介绍。三、灌溉系统控制软件设计在正常工作模式下系统进入灌溉主程序。灌溉主程序的第一步是确定灌溉量。由于无法确切的知道当前的环境状况但前一段时间采集的光照、温度和湿度平均值可存储在单片机中同时作物所需的灌溉量与环境参数之间存在时间上的连续性。所以采取补给式灌溉控制方法即当前的灌溉量为前一段时间所需的灌溉量。这个灌溉量便是根据存储的前一段时间的光照、温度、湿度利用接下来将要介绍的基于多元回归的控制模型计算得到的其具体计算过程在下文中将有说明。在此不再赘叙。其次判断各区域是否需要灌溉并查询相应的灌溉参数。编程时给每个灌溉区域设置一个存储单元读取该单元的数值便可得出灌溉区域同时设置相应的区域灌溉标志。确定了灌溉区域接着便要查询该区间的灌溉参数其参数包括理论灌溉量、灌溉开始时间、结束时间。工作人员可以根据实际生产需要在线或离线修改这些参数。再次当某区域灌溉开始时间到来以后启动执行机构进行自动灌溉并在控制循环中查询灌溉结束时间。当灌溉结束时间到来后执行停止灌溉指令同时调用灌溉结束处理程序。这样便完成了一次完整的灌溉过程。以区域1为例其灌溉控制流程如下图所示。在执行主程序过程中往往需要调用很多程序如数据滤波程序、键盘中断程序、键值处理程序、标定程序、通信程序等。这些程序的编写流程在下面几节中有详细叙述。电路原理图四、结论本文首先给出一个总体的设计方案然后确定并给出了系统硬软件的设计方案。硬件设计主要介绍了以AT89C51单片机为核心的智能控制器的设计包括主电路模块数据采集功能模块人机接口模块通信功能模块输出模块系统供电模块总共6大模块的设计。特别针对系统功能的要求强调了芯片选择的依据和芯片的功能。然后介绍了本自动控制系统使用的各种传感器及它们的功能和使用方法。最后介绍了本系统采用的硬件抗干扰措施。在软件开发过程中我们介绍了包括CPU节电工作模式、灌溉主程序、环境参数滤波程序、键盘中断显示程序、以及按键处理程序、串口中断程序、通信程序等在内的软件模块重点介绍了主程序和通信程序的设计最后介绍了本系统所采用的软件抗干扰措施。为了使节水灌溉远程控制系统功能更加完善灵活性更强笔者对系统的进一步改进做出了以下设想1、灌区各种信息的视频采集随着无线传输网络的发展时代的迈进大数据量的信息传输成为可能因此可以考虑在灌区现场采集相关信息的视频信号。2、与GPS技术相结合将灌区现场各种仪表设备地理位置信息电子化使其可以直观的显示在操控界面上取代了本系统中概念化的动画示意图方便操作员使用。文章底部可以获取博主的联系方式获取源码、查看详细的视频演示或者了解其他版本的信息。所有项目都经过了严格的测试和完善。对于本系统我们提供全方位的支持包括修改时间和标题以及完整的安装、部署、运行和调试服务确保系统能在你的电脑上顺利运行。