基于单片机的温室自动灌溉系统设计与实现.docxVIP

. 基于单片机的温室自动灌溉系统设计 摘 要 我国设施农业节水灌溉已成为农业工程领域中重点关注的问题之一，由于国内外的自动灌溉系 统造价高、使用复杂而难以推广，开发满足当前设施农业生产需求的灌溉控制系统具有重要意义。 本文设计了一种基于单片机的温室自动灌溉系统，实现了作物根系处土壤湿度的监测与自动控 制。该系统以 CC2430 单片机为核心， 采用模块化设计思路， 主要包含微处理器模块、数据采集模块、 控制模块、电源供应模块及人机交互模块。系统将周期采集的土壤湿度数据传送到微处理器模块， 由决策算法对数据进行分析后做出是否灌溉的指令，在灌溉过程中由数据采集模块持续监测土壤湿 度， 并根据监测结果，反馈控制灌溉设备的启停，以此实现土壤湿度维持在预设范围。系统采用人 机交互模块实现灌溉阈值的可配置，满足不同设施作物种植的参数定制需求， 同时提供实时土壤湿 度查看和灌溉设备状态管理功能。 初步试验表明，系统把土壤湿度提高 30％所需的时间在 50～60min 之内， 控制误差在 3％以内， 且运行稳定，操作简单， 准确性和快速性指标能满足设施农业灌溉要求。系统成本低、可维护性强， 从而具有良好的推广应用前景。 关键词： 温室自动灌溉；土壤湿度监测；单片机 精品 word 文档 . 目录 1 绪论 ..... 1.1 研究背景 1 1.2 研究现状 1 1.3 研究目的 2 1.4 论文结构 2 2 系统结构设计及器件选型 3 2.1 系统结构设计 3 2.2 器件选型 4 2.2.1 微处理器选型 4 2.2.2 土壤湿度传感器选型 5 2.2.3 LCD 液晶显示模块选型 6 2.3 本章小结 6 3 硬件电路设计与实现 7 3.1 应用软件介绍 7 3.2 微处理器模块设计 8 3.2.1 CC2430 概述 8 3.2.2 CC2430 外围电路设计 8 3.2.3 微处理器复位及调试接口电路设计 9 3.3 数据采集模块设计 10 3.4 电源供应模块设计 10 3.5 控制模块硬件设计 11 3.6 人机交互模块设计 12 3.6.1 显示模块原理图设计 12 3.6.2 按键电路设计 12 3.7 PCB 电路板制作 13 3.7.1 绘制 PCB 板 13 3.8 系统实物制作 16 3.9 本章小结 16 4 系统软件设计 17 4.1 应用软件介绍 17 4.2 系统需求分析 18 4.3 系统程序设计 19 4.3.1 系统主程序设计 19 4.3.2 传感器采集程序设计 21 4.3.3 显示程序设计 22 4.4 灌溉模型设计 24 4.5 系统应用方案设计 26 4.5.1 控制方式的选择 26 4.5.2 工作方式的选择 26 4.6 本章小结 27 精品 word 文档 . 5 系统应用验证........................................................................................................................................... 27 精品 word 文档 . 5.1 验证内容 28 5.2 本章小结 28 6 总结与展望 29 6.1 总结 29 6.2 展望 29 参考文献 30 致 谢 31 精品 word 文档 . 1 绪论 1.1 研究背景 自古以来，我国就是一个以农业为主的国家，即便到了现代社会，农业仍是我国国 民经济的基础。但我国农业生产效率低下，长期以来一直以经验种植为主，农业生产效 率仅为发达国家的 1/10。为解决三农问题， 国家正大力发展现代农业， 温室是其中一个 重要的组成部分， 可增加作物年均成熟次数， 增大作物产量， 提高农业生产效率， 因此， 大力发展温室产业，对我国这样一个人口多耕地少的国家而言具有极大的战略意义[1] 。 目前，我国的温室面积已突破 210 万 hm2 ，总面积达世界第一，但我国温室管理水平落 后，大多控制系统采用定时控制或者手动控制方式[2] 。在灌溉管理方面， 通常存在浇水 不及时、不均、灌水不足或过量灌水等现象[3]。 自动灌