自动灌溉系统的设计与实现.docxVIP

摘 要 　　 本课题设计的自动灌溉系统使用 STC89C51单片机作为系统控制芯片，DHT11传感器进行土壤温湿度数据的采集，LCD1602 进行显示数据，蜂鸣器作为提示模块按键用于设定湿度上下限值。首先通过DHT11温度湿度传感器对土壤进行温湿度数据采集，再由单片机STC89C51进行数据处理与分析，进而输出控制信号，通过控制信号控制继电器实现水泵的电源的通断，从而实现能对土壤温湿度进行实时测量、显示当前的温湿度的显示以及能实现对浇灌系统的水阀进行自动控制的自动灌溉系统。用户根据需要预先输入预设值，当实际测量的温湿度不符合预设的温湿度标准时，发出报警信号（蜂鸣器蜂鸣），启动相应控制。 关键字：STC89C51；DHT11；LCD显示；自动灌溉 第一章 绪论 1.1研究的意义 1.1.1水资源短缺 　　新时代人类通过自己的智慧不断发明创新，开创了一个新兴的纪元，所有的一切都被科技所包围着，但就在我们享受着这一切的福利的同时，也将面临着各种能源短缺的危机。其中最令人们担心的是,作为人类生活中不可缺少的水资料也在日益减少,并且随着时代的不断向前发展这一情况也在不断的恶化。 1.1.2在农业中的水资源浪费 　　我国的水资源十分丰富,拥有量已经达到了2.8万亿立方米,位于整个全世界的第6,但由于当时我国的人口众多因而使得我国的平均水资源仅仅只有2300立方米,这也就使得我们的国家发展成为了人均可以获取的水资源13个最贫困的地区和国家其中一[1]。截至至今,我国每年农业用地使得缺水量增加了300亿立方米约为全国总缺水量的四分之三。尽管随着我国日新月异的发展,科技不断的进步,但我国依然是农业大国所以我国用水大部分都用在了农业上,并且农业上的用水大约有90%为灌溉用水[2]。所以在我看来要想避免水资源的浪费,首当其冲是要解决关于农业上用水的问题。如果我们一直使用较为传统的灌溉方式,在每一亩田的灌溉量是大约475立方米,比起一亩田真正需要的水量多出了一倍左右,甚至有些是两倍。而一些发达国家在这方面对水资源的综合利用率比我们所做的好很多,根据统计, 目前我国的灌溉饮用水资源的利用率大约是40%左右而某些发达国家的利用率可以高达80%,统时我们的水分生产率不足1.0千克每立方米而发达国家可以在2.0每千克立方米以上,所以改造我国的农业灌溉刻不容缓[3]。 1.2国内外现状 1.2.1国外现状 　　国外的灌溉技术已经十分的先进了,尤其是以以色列和美国为代表,在以色列其弄田和温室大棚大多数灌溉是喷灌和滴管,利用计算机的控制作用使灌溉自动化,具有可靠性高、配套齐全等优点,其控制器可以一次性控制事十路以上的电磁阀,可以依照不同的土壤的湿度和作物的长势进行自动灌溉同时可以自行设定日期进行每一路的起始浇水的时间,小规模的农场主操作起来也十分的便利[4]。在以色列的 amiad 公司更是可以无须再使用电力或者机械来进行驱动便可以自动地来完成这项工作,并且对于肥料的浓度也被控制得十分精准。不仅如此,以色列的自动灌溉配套的设备也是十分先进的,发明了一系列的科研成果,比如利用电动和水动来进行电磁阀、减压阀等阀门的控制,自动化在此方面的程度大大提高了[5]。而在美国,值得一提的是最著名的灌溉企业雨鸟公司,为了能够保持湍流状态的出水其生成了一种被称为湍流状态的压力补偿滴灌带技术,并且每个出水孔都能够长期保持稳定的畅通,且因为这种压力补偿的作用功能使得出水均匀,铺设距离也可以长达30m[6]。同时,美国也已经生产了许多在节水和灌溉工艺方面的配套产品,比如这些电磁阀既具有多系列、多规格而且还能够进行过滤的特殊功能,还包括了能够实时清洗,而且它们还包括了带有调压组件,能够在一定的程度上确保了压力恒定。在这些控制器的应用方面,更是拥有许多的类型,如机器是电子式的和机器是电子式直交流的,其中最为典型的就属esp - mc 控制器了,它不但能够同时控制120多个电磁阀而且还能够同时设置4中控制程序,并且能够在一战多次的时间里进行开启[7]。 1.2.2国内现状 　　 我国的灌溉系统配备自动化控制系统的灌溉系统还是十分的少,并且我们的灌溉技术与对于设备进行应用还大多数是从国外引入 　　从1970年到1990年之间,我国的灌溉系统也开始了进行发展其中蕴含着一种喷灌、微灌节水的科学技术,以及在渠道上的防渗漏技术和低压管路的输水技术都已经有所进步从[8]。19990-2000年之间,伴随着我国科学技术与经济不可阻挡的发展,我们的节水灌溉技术也随之猛烈的发展,尤其在滴管等节水灌溉技术的方面取得了长足的进步。但是我们对于自动灌溉系统的研究还是处于初期阶段,我国在生自动控制发面的技术在生产实践中的推广运用较少。随着我们已经进入21世纪,我国的现代化节水灌溉技术进一步得到了发展,许多先进的自动化