智能農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)篇一：智能灌溉系統(tǒng)

課題名稱基于單片機的智能抽水灌溉系統(tǒng)設計學生姓名

學號

系、年級專業(yè)

指導教師

職稱

2022年5月18日

摘要當今世界日新月異，在我們學過的歷史中，有第一次工業(yè)革命，第二次工業(yè)革命，每次的革命都意味著技術的提升，解放人們的雙手，縱觀歷史，我們會發(fā)現(xiàn)，科技是推動一切開展的根源，人們的欲望又推動著科技的開展，如今人們吃喝住行，愈來愈智能化，意味著生活一切的智能，如今人們已經(jīng)開始追求智能的生活了，智能最多的是表達在了城市中，在農(nóng)村很少有智能的東西，因此束縛了農(nóng)民的勞動力，農(nóng)村也需要智能也需要改革。

以前農(nóng)民種植都是需要農(nóng)民自己澆灌，很費時間和資源，農(nóng)民也不能經(jīng)常外出打工，因為農(nóng)業(yè)智能化低，需要很多的勞動力，所以在這種矛盾中我們開始了智能抽水灌溉系統(tǒng)，目的就是解放農(nóng)民的雙手，讓他們有更多的時間可以外出務工，增加家庭收入。

智能抽水灌溉系統(tǒng)是用51單片機為核心控制的，YL-69是一個傳感器就是把土壤濕度信息傳給單片機的，LCD1602是把數(shù)據(jù)讀出來讓人們可以直觀的看到，蜂鳴器是一個喇叭有發(fā)出聲音的作用。使用YL-69把濕度信息傳給單片機，單片機來處理傳輸來的信息，判斷怎么執(zhí)行，然后將執(zhí)行的信號發(fā)給各個控制器，這就完成了一個系統(tǒng)的功能了。

關鍵詞：澆灌；YL-69；濕度；AT89C51單片機;水泵；LCD1602

I

ABSTRACT

Intoday'srapidlychangingworld,inwelearnedaboutthehistory,thefirstindustrialrevolution,thesecondindustrialrevolution,everyrevolutionmeansthepromotionoftechnology,liberatingthepeople'shands,throughouthistory,wewillfindthat,scienceandtechnologyisthesourceofpromotingthedevelopmentofall,thedesireofthepeopleandpromotethedevelopmentofscienceandtechnology,peoplenoweattolive,beemoreandmoreintelligentmeansofalllife'sintelligent,nowpeoplehavebegantopursuethesmartliving,smartmostisreflectedinthecities,inruralareasisrarelyasmartthingsandsoshackledthelaboroffarmers,ruralareasneedasmartalsoneedsreform.

Beforefarmersarefarmersandpouryourself,itcoststimeandresources,farmerscan'toftengoouttowork,becauseofthelowintelligentagriculture,requiresalotoflaborforce,sointhiscontradictionwebeganintelligentpumpingirrigationsystem,purposeistoliberatetheirhands,letthemhavemoretimetomigrantworkers,increasetheineofthefamily.

Intelligentpumpingirrigationsystemiswith51single-chipmicroputerasthecorecontrol,YL-69isasensoristhesoilmoistureinformationtosinglechip,LCD1602istoreadoutthedatasothatpeoplecanseeintuitively,thebuzzerisahornsoundeffect.UseYL-69tothehumidityinformationtothemicrocontroller,themicrocontrollertoprocessthetransmissionofinformation,tojudgehowtoperform,andthenthesignaltoeachcontroller,whichpletesthefunctionofasystem.

Keywords:YL-69;humidity;AT89C51MCU;waterpump;LCD16

II

目錄

摘要..........................................................................................................IABSTRACT............................................................................................II

第一章緒論.............................................................................................2

1.1課題介紹及開展趨勢........................................................................2

1.2課題設計要求....................................................................................3

第2章方案設計與論證.........................................................................4

2.1系統(tǒng)設計思路.....................................................................................4

2.2系統(tǒng)方案論證....................................................................................4

第3章系統(tǒng)硬件設計以及電路圖........................................................6

3.1核心器件模塊及主要引腳說明........................................................7

3.2液晶顯示模塊....................................................................................7

3.3AT89C51復位電路模塊....................................................................9

3.4YL-69土壤濕度傳感器...................................................................11

3.5ADC0832功能特點及引腳..............................................................11

3.6繼電器..............................................................................................12

3.7蜂鳴器及按鍵..................................................................................13

第4章系統(tǒng)軟件設計...........................................................................15

4.1主界面控制流程..............................................................................15

4.2液晶顯示程序...................................................................................16

4.3時鐘芯片程序..................................................................................19

4.4按鍵程序..........................................................................................22

第5章仿真與調(diào)試...............................................................................25

5.1軟件調(diào)試..........................................................................................25

5.2仿真結(jié)果..........................................................................................26

結(jié)論.........................................................................................................28

參考文獻.................................................................................................29

附錄.....................................................................................................30

致謝.......................................................................................................31

1

第一章緒論

1.1課題介紹及開展趨勢

伴隨著現(xiàn)代科技的開展，及電子行業(yè)科學的飛速崛起，單片機系統(tǒng)在自動控制領域中的應用已經(jīng)是常見了，人們對于單片機的使用都非常的熟悉的了，但卻鮮有人知它內(nèi)部的構(gòu)造及工作的原理。因為單片機系統(tǒng)是智能抽水灌溉的系統(tǒng)的核心處理器，可以通過它檢測溫度和濕度進而來做出判斷是否抽水灌溉，到達智能的效果。另外外界的溫度和土壤的濕度可由LCD1602讀出來。而且可以鍵盤實現(xiàn)土壤水分的最大值和最小值的更改，最后蜂鳴器用作對外的報警信號。

種植業(yè)是從古至今一直延續(xù)的最古老的，是生存的根底，。種植業(yè)的改革長遠來看重中之重，首先是用水，其次是技術。從古老農(nóng)業(yè)向科技農(nóng)業(yè)的轉(zhuǎn)變，由散點種植向集群種植的轉(zhuǎn)變，前提是一定要科技的支持科技在種植業(yè)的宏大變革，再來一次技術革命。種植灌水體系科技程度較低是阻止我們國家效率種植業(yè)的開展的最根本原因。古老的大水灌溉形式科技度低，總體上就是以人工操作為主，人們的控制才能不行，更好的進步灌水效率，減少勞動的時間和節(jié)省水資源，一定要大力的進步智能抽水系統(tǒng)的開展。

當代智能控制器是一種有效的方法和技術對于智能灌溉系統(tǒng)田間管理，可以進步對水灌溉的高精度，有助于灌水過程中的科學化種植。一方面能最大限度的節(jié)省人們的勞動，最主要是由于它能精準、時空、給定量的、效率地給農(nóng)作物智能補充水分，為了進步農(nóng)作物的產(chǎn)值、重量，節(jié)約水、環(huán)保。

當代灌溉技術的研究使用在我國種植業(yè)、林業(yè)不多，與世界興隆國家比擬，有非常大的差距，都處于人工操作上，束縛勞動力。更重要的是農(nóng)作物的需求有時候根本滿足不了，從而會影響到農(nóng)作物的正常規(guī)律生長；另外灌溉量太大，土壤中的肥水流走，從而造成能源的浪費。并且古老的灌水還要農(nóng)業(yè)技術員時時刻刻的盯著作物生長并且指導消費，勞動付出大于消費匯報，在這個方面不能滿足于當代農(nóng)業(yè)的提升、高效率化方向開展的要求。再次我國高價購置國外的先進技術來彌補我國的技術缺乏，多數(shù)用于種植業(yè)的示范區(qū)、科研地方，并且不符合我國外鄉(xiāng)的土壤特點。我國本身的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)灌溉技術的鉆研和普及于群眾，還處于最開始階段，我國科研我們的、系統(tǒng)體系功能強且具有很強擴展性的，由我國消費的智能抽水灌溉器，是刻不容緩的。伴隨著微型處理器和傳感器硬件的高速的開展，人們普遍的都能承受這種高科技產(chǎn)品

2

【1】

篇二：農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)自動灌溉系統(tǒng)

智能農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)應用方案

南京萬宏測控技術

：400-025-1861210039

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地址：南京市雨花開發(fā)區(qū)鳳華路18號8棟

版權所有高圣飛林工萬宏

日期：日期：日期：

2022-09-092022-10-232022-11-16

智能農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)方案

一．智能農(nóng)業(yè)產(chǎn)生的背景

中國作為農(nóng)業(yè)大國，同時也意味著是用水大國，而且中國水資源極為短缺，水資源危機已成為制約經(jīng)濟可持續(xù)開展的重要的因素。我國農(nóng)業(yè)用水浪費嚴重，灌溉水利用系數(shù)低，因此走科技節(jié)水型農(nóng)業(yè)之路來實現(xiàn)水資源的合理利用，不僅可以節(jié)約水資源，更重要的是可以進步農(nóng)業(yè)用水效率，改善生態(tài)環(huán)境，這是實現(xiàn)我國準確農(nóng)業(yè)的關鍵。從世界范圍看，節(jié)水和節(jié)能的灌溉方法是當今世界供水技術開展的總趨勢，作為興隆國家的美國每年同樣有大量的水資源會被浪費，美國每年浪費掉的水資源高達8520億升，假設安裝一種智能農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)那么可有效地控制水流量，到達節(jié)水的目的。根據(jù)美國水工程協(xié)會的報告稱，美國住宅區(qū)和商業(yè)區(qū)的草坪、植物灌溉用水浪費了喔30%到300%。水資源被浪費的主要原因是技術不行，美國有4500萬個僅是安有簡易計時器的灌溉系統(tǒng)，他們再時間控制上還可以，但精度不高。在中國農(nóng)業(yè)用水量約占總用水量的80%左右，由于農(nóng)業(yè)灌溉效率普遍低下，水的利用率僅為45%，而水資源利用率高的國家已達70%~80%，因此，解決農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉用水的問題，緩解水資源緊缺問題是非常重要的。我們的智能農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)在這種背景下應運而生。

所謂智能農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)就是不需要人的控制，系統(tǒng)能自動感測到什么時候需要灌溉，灌溉多長時間，系統(tǒng)可以實現(xiàn)自動開啟灌溉，也可以自動關閉灌溉；可以實現(xiàn)土壤太干時增大噴灌溉，太濕時減少噴灌溉，實現(xiàn)此功能就要充分利用控制器的控制作用，利用傳感器采集的模擬信號經(jīng)A/D模塊轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。針對灌溉水利用系統(tǒng)較低，本方案提出一種基于嵌入式智能灌

溉控制系統(tǒng)。依托傳感器網(wǎng)絡采集灌溉區(qū)作物需水信息，會聚到網(wǎng)關節(jié)點發(fā)送給主控中心，中心主機根據(jù)信息確定灌溉狀態(tài)并計算灌溉水量，控制灌溉設備工作實現(xiàn)智能灌溉。

二．智能農(nóng)業(yè)自動化節(jié)水灌溉施肥系統(tǒng)的特點

1、2、3、4、5、6、7、8、9、

將充分發(fā)揮現(xiàn)有的節(jié)水設備作用，優(yōu)化調(diào)度，進步效益。通過自動控制技術的應用，更加節(jié)水節(jié)能，降低灌溉的本錢。整體系統(tǒng)采用以太網(wǎng)進展數(shù)據(jù)通訊，穩(wěn)定性和實時性強。數(shù)據(jù)處理才能強，響應速度快。系統(tǒng)維護才能強，減輕用戶負擔。開放式系統(tǒng)設計，軟硬件均可晉級。實時顯示灌溉水情、閘位、水位信息。實現(xiàn)遙測系統(tǒng)設備監(jiān)控管理功能。

通過現(xiàn)代通訊手段向相關單位發(fā)送灌溉數(shù)據(jù)域灌溉信息。

三．智能農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)的工作原理

1：自動化節(jié)水灌溉系統(tǒng)工作時，傳感器采集到的信號，通過A/D模塊轉(zhuǎn)換，將標準的電壓模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，輸入到可編程控制器，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理后，通過通信模塊上傳至上位機或控制中心進展顯示、處理及存儲，系統(tǒng)根據(jù)實時采集并接收的數(shù)據(jù)與系統(tǒng)的設定值進展比擬判斷，將信號傳給變頻器，變頻器根據(jù)詳細的信號值，相應的調(diào)節(jié)電動機的轉(zhuǎn)速，電動機帶動水泵從水源抽水，需要灌溉時，電磁閥就會根據(jù)控制中心下達的指令開啟，灌溉完畢時，電磁閥就根據(jù)控制中心下達的指令關閉。〔也可以在泵房控制中心，手動在控制柜上開啟某一個點的電動閥門或者多點電動閥門/同時啟動電

機水泵〕。

為了防止離水源遠的地方供水不能被供應足夠的壓力，在主供水管道或者支管道安裝壓力傳感器，保證管道的水壓滿足設定的噴灌射程，防止發(fā)生因為水壓缺乏，、噴頭射程減少的現(xiàn)象，反之水量過大：浪費電量/管道爆管。

2：自動施肥系統(tǒng)：水肥控制一體機是智能澆灌控制系統(tǒng)中的獨立可聯(lián)

動設備，它將控制儀、時控開關、交流接觸器以及配電設備安裝在一個機箱內(nèi)，通過管道安裝的高壓泵，將液肥加注入主供水管道中。

四．智能農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)組成

智能農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)主要有硬件局部和軟件局部組成。

硬件局部——可編程控制器〔MCU〕、主控系統(tǒng)工控模塊、傳感器、A/D模塊、變頻器、無線通信模塊、電動機、繼電器、水泵、電動閥門、水肥一體設備、主管道、支管道、滴灌帶、噴頭等等。

①可編程控制器〔MCU〕：負責發(fā)出和接收各種運行程序指令，是整個控制系統(tǒng)的中樞局部。

②傳感器：通過傳感器采集土壤里的濕度信號和溫度信號，判斷是否需要灌溉、土壤養(yǎng)分是否開啟施肥設備。

③A/D：可編程器對所以需將傳感器的電壓信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。

篇三：智能灌溉系統(tǒng)

摘要

灌溉系統(tǒng)自動化程度較低是制約我國高效農(nóng)業(yè)開展的主要原因。就此，文章設計了以單片機控制為中心的模擬智能灌溉系統(tǒng)。該系統(tǒng)可對不同土壤的濕度進展監(jiān)控，并根據(jù)作物對土壤濕度的要求進展適時、適量灌水。

單片機控制局部采用的是型號STC89C52的單片機，主要有顯示單元、ADC采集單元、RTC單元、EEPROM存儲單元、繼電器控制電路及報警輸出電路組成。單片機可將電位器輸出的模擬電壓信號通過AD轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，通過DS1302芯片提供時間信息；通過按鍵完成灌溉系統(tǒng)控制和濕度閾值調(diào)整功能，再通過LED完成系統(tǒng)工作狀態(tài)指示功能。實現(xiàn)了土壤濕度測量、土壤濕度和時間顯示、濕度閾值設定及存儲等根本功能。

關鍵詞：智能灌溉，單片機

目錄

第一章緒論...........................................................................................................................1

1.1前言..........................................................................................................................1

1.2國內(nèi)外現(xiàn)狀................................................................................................................1

1.3智能灌溉系統(tǒng)的簡介................................................................................................2

1.4本次設計中擔任的工作............................................................................................2

第二章系統(tǒng)硬件電路的設計.................................................................................................3

2.1本設計任務和主要內(nèi)容............................................................................................3

2.2模擬智能灌溉系統(tǒng)框圖............................................................................................3

2.3STC89C52單片機簡介.............................................................................................3

2.4實時時鐘模塊............................................................................................................5

2.4.1DS1302根本功能........................................................................................5

2.5按鍵模塊....................................................................................................................6

2.6模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊............................................................................................................6

2.6.1PCF8591根本功能........................................................................................7

2.7繼電器的驅(qū)動模塊....................................................................................................8

2.8數(shù)碼顯示模塊............................................................................................................9

2.8.1數(shù)碼管的簡介...............................................................................................9

2.8.2鎖存器M74HC573.....................................................................................10

2.8.3譯碼器74HC138.........................................................................................10

2.9存儲模塊..................................................................................................................11

第三章原理圖的設計...........................................................................................................12

3.1ProtelDXP的簡介...................................................................................................12

3.2智能灌溉系統(tǒng)原理圖的設計..................................................................................12

3.2.1啟動ProtelDXP2022.................................................................................12

3.2.2電路原理圖文件的新建和保存..................................................................12

3.2.3元件的查找和放置......................................................................................13

3.3智能灌溉系統(tǒng)印制電路板〔PCB〕的設計..........................................................16

3.3.1新建印制電路板文件..................................................................................16

3.3.2規(guī)劃印制電路板..........................................................................................16

3.3.3將電路原理圖文件傳輸?shù)絇CB中............................................................16

第四章系統(tǒng)軟件的設計.......................................................................................................21

4.1流程圖.....................................................................................................................21

總結(jié).........................................................................................................................................23

參考文獻.................................................................................................................................25

致謝.........