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农田水利论文写作参考文献 基于单片机的农田自动灌溉控制系统设计

2019-02-26 01:45:36来源:论文阁作者:佚名
农田水利论文写作参考文献导读:随着现代科技的发展,农业不再拘泥于传统的灌溉方式,而是迈向智能化、节水化、省成本化的方向发展。本设计是以单片机为控制中心的农田自

随着现代科技的发展,农业不再拘泥于传统的灌溉方式,而是迈向智能化、节水化、省成本化的方向发展。本设计是以单片机为控制中心的农田自动灌溉系统,其各个元件组成作用分别是:YL-69是作为土壤湿度检测装置,蜂鸣器是作为报警装置,LCD1602是作为监测数据和设置湿度范围的显示装置,AT89C51单片机是作为整个系统的数据接收、处理和发送中心的,ADC0832是作为 A/D转换的,这些元件的组成构成了整个系统的主体,当整个装置成功运转之后,就能达到自动灌溉的目的。其中还有按键控制,可以设置土壤湿度的上下限范围,当土壤湿度数据低于范围下限时,蜂鸣器报警,水泵灌溉。当土壤湿度数据超过上限范围时蜂鸣器不报警,水泵不灌溉。当土壤湿度数据在上下限范围之内,蜂鸣器不报警,而水泵运行分两种情况,一种是当土壤湿度低于下限时,水泵会一直进行灌溉,直到达到上限为止。另一种就是当土壤湿度高于上限时,水泵会一直停止灌溉,直到达到下限为止。这样设计是最合理的设计,避免了水泵会不停的反复快速抽水和关闭,增加了水泵的使用寿命,同时也兼顾到了农田作物适合生长的最佳湿度范围。

关键词:自动灌溉;单片机;农田;土壤湿度

1绪论

1.1 选题背景与意义

近代以前中国都是传统的农业大国,以农耕为主,特别是从阶级排位士农工商可以看出对农业的重视程度。到现在农业依然占据很重要的地位,因为人每天都需要食物来补给,特别是对于中国这样的超级人口大国来说,粮食和作物安全更为重要,而粮食和作物是需要农田来种植的,如何高效的利用农田种出更多的粮食和作物成为现今科学研究的方向之一,而农田灌溉更是提高粮食和作物产量的关键因素之一。传统的农业灌溉只是简单的人力操作,然且灌溉的水量只是单纯的凭人的主观臆断和经验来施行,对于大面积的农田,这样做既浪费巨大的人力物力又不一定使得灌溉量在作物的合适范围之内,所以这也是中国一直在强调的农业现代化的原因之一,本设计就是在这背景之下提出来的,让农田灌溉更加的智能化、省成本化、节水化。从而使农田种出的作物产量增加,更加确保粮食安全。相对于中国现在还未完全实现农业现代化,本系统设计对于农业现代化有一定的借鉴意义,特别是对于有些仍然靠天气来决定收成的地区,依靠此系统设计能够在一定程度上满足农田里的农作物对于土壤湿度的要求,帮助他们节省人力成本,使水的利用率提高,达到智能灌溉的目的。

1.2 研究目的

本次设计的是基于单片机的农田自动灌溉控制系统,其目的是为更加智能化对农田进行灌溉,以节约成本和水资源。农田有时会根据市场价格变化和天气变化而考虑种植不同的作物,并不是固定一直种植某种作物,不同的作物肯定会有不同的土壤湿度要求,这就要求我们的灌溉系统有一定的控制和反馈能力,能够及时的根据天气变化来灌溉作物。此次设计主要就是考虑两个方面,一个是土壤湿度反馈问题,另一个是系统控制问题。只要把这两个问题解决,基本就完成了设计要求。土壤湿度反馈问题可以通过传感器模块进行检测,然后反馈给单片机,单片机处理之后发送指令给系统控制模块,控制模块驱动电机给农田灌溉。同时在控制方面,可以通过按键来调节湿度范围,这样确保了农田可以种植不同的作物。在灌溉过程中,土壤湿度传感器不断地检测并把数据实时传送给单片机,让单片机作出指令,是否到达要求,没有达到就继续灌溉,达到了就停止灌溉。

1.3 研究内容

本设计是以AT89C51单片机为控制核心,结合其他电子器件和程序来实现系统的运转。本文主要探讨选用什么样的电子器件,以及电子器件的性能和主要功能,可以实现怎样的作用。还有各器件之间组成的模块,分别承担了怎样的功能。在实际思考中,是将系统分为硬件和软件两个部分来写,在硬件的介绍中主要是用模块化的方式来编写,其中穿插各个器件的功能介绍和作用。而在软件编写过程中主要是介绍实现模块运作之间的各个子程序。最后结合起来对系统进行整体的讨论和调试。

2系统总体设计

2.1 方案论证

2.1.1 总体方案设计

如今农业基本用的是自动灌溉装置,其中的绝大多数进行灌溉的,是使用虹吸原理,即渗透的方式灌溉的,然而这种灌溉的方式是不间断的、连续的。采用这种灌溉系统只能保证农作物不会因缺水而干死,对于农作物来说并不是其生长要求的适宜环境,并且水资源浪费特别严重。

本设计提供了一种自动灌溉的系统,这个系统可以在无人的环境下在对农作物进行灌溉,在灌溉的过程中,会根据农作物对需水量的不同,对农作物进行灌溉控制。其设计框架图如图2-1所示:

图2-1 系统框架图

这个系统是以单片机为控制中心,其大致流程是先要了解农田种植作物的土壤最佳湿度范围,然后接通电源,使系统运转。通过按键调节系统的上下限湿度范围,再利用土壤湿度传感器检测土壤湿度,将数据传送给单片机分析,使数据显示在显示设备上。若低于湿度范围下限,则发送指令驱动水泵抽水灌溉,同时蜂鸣器发出报警声。若土壤湿度达到上限,就停止水泵抽水灌溉,蜂鸣器也没有报警声。当土壤湿度数据在上下限范围之内,蜂鸣器不报警,而水泵运行分两种情况,一种是当土壤湿度低于下限时,水泵会一直进行灌溉,直到达到上限为止。另一种就是当土壤湿度高于上限时,水泵会一直停止灌溉,直到达到下限为止,从而到达只能灌溉、智能控制的目的。

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