【正文】 基于單片機(jī)的溫室自動(dòng)灌溉系統(tǒng)設(shè)計(jì) 摘 要 我國(guó)設(shè)施農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉已成為農(nóng)業(yè)工程領(lǐng)域中重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題之一，由于國(guó)內(nèi)外的自動(dòng)灌溉系統(tǒng)造價(jià)高、使用復(fù)雜而難以推廣，開發(fā)滿足當(dāng)前設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需求的灌溉控制系統(tǒng)具有重要意義。 本文設(shè)計(jì)了一種基于單片機(jī)的溫室自動(dòng)灌溉系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了作物根系處土壤濕度的監(jiān)測(cè)與自動(dòng)控制。該系統(tǒng)以 CC2430單片機(jī)為核心，采用模塊化設(shè)計(jì)思路，主要包含微處理器模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、控制模塊、電源供應(yīng)模塊及人機(jī)交互模塊。系統(tǒng)將周期采集的土壤濕度數(shù)據(jù)傳送到微處理器模塊，由決策算法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析后做出是 否灌溉的指令，在灌溉過(guò)程中由數(shù)據(jù)采集模塊持續(xù)監(jiān)測(cè)土壤濕度，并根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果，反饋控制灌溉設(shè)備的啟停，以此實(shí)現(xiàn)土壤濕度維持在預(yù)設(shè)范圍。系統(tǒng)采用人機(jī)交互模塊實(shí)現(xiàn)灌溉閾值的可配置，滿足不同設(shè)施作物種植的參數(shù)定制需求，同時(shí)提供實(shí)時(shí)土壤濕度查看和灌溉設(shè)備狀態(tài)管理功能。 初步試驗(yàn)表明，系統(tǒng)把土壤濕度提高 30％所需的時(shí)間在 50～ 60min之內(nèi)，控制誤差在 3％以內(nèi)，且運(yùn)行穩(wěn)定，操作簡(jiǎn)單，準(zhǔn)確性和快速性指標(biāo)能滿足設(shè)施農(nóng)業(yè)灌溉要求。系統(tǒng)成本低、可維護(hù)性強(qiáng)，從而具有良好的推廣應(yīng)用前景。 關(guān)鍵詞： 溫室自動(dòng)灌溉；土壤濕度監(jiān)測(cè)；單片機(jī) I 目錄 1 緒論 .................................................................................................................................... 1 研究背景 .................................................................................................................... 1 研究現(xiàn)狀 .................................................................................................................... 1 研究目的 .................................................................................................................... 2 論文結(jié)構(gòu) .................................................................................................................... 2 2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及器件選型 ................................................................................................ 3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ............................................................................................................. 3 器件選型 .................................................................................................................... 4 微處理器選型 ................................................................................................... 4 土壤濕度傳感器選型 ........................................................................................ 5 LCD液晶顯示模塊選型 ..................................................................................... 5 本章小結(jié) .................................................................................................................... 6 3 硬件電路設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) ........................................................................................................ 7 應(yīng)用軟件介紹 ............................................................................................................. 7 微處理器模塊設(shè)計(jì) ...................................................................................................... 8 CC2430概述 ..................................................................................................... 8 CC2430外圍電 路設(shè)計(jì) ....................................................................................... 8 微處理器復(fù)位及調(diào)試接口電路設(shè)計(jì) ................................................................... 9 數(shù)據(jù)采集模塊設(shè)計(jì) ..................................................................................................... 10 電源供應(yīng)模塊設(shè)計(jì) ..................................................................................................... 10 控制模塊硬件設(shè)計(jì) ..................................................................................................... 11 人機(jī)交互模塊設(shè)計(jì) ..................................................................................................... 12 顯示模塊原理圖設(shè)計(jì) ....................................................................................... 12 按鍵電路設(shè)計(jì) .................................................................................................. 12 PCB電路板制作 ......................................................................................................... 13 繪制 PCB板 ..................................................................................................... 13 系統(tǒng)實(shí)物制作 ............................................................................................................ 16 本章小結(jié) ................................................................................................................... 16 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) ................................................................................................................... 17 應(yīng)用軟件介紹 ............................................................................................................ 17 系統(tǒng)需求分析 ............................................................................................................ 18 系統(tǒng)程序設(shè)計(jì) ............................................................................................................ 19 系統(tǒng)主程序設(shè)計(jì) .............................................................................................. 19 傳感器采集程序設(shè)計(jì) ....................................................................................... 21 顯示程序設(shè)計(jì) .................................................................................................. 22 灌溉模型設(shè)計(jì) ............................................................................................................ 24 系統(tǒng)應(yīng)用方案設(shè)計(jì) ..................................................................................................... 26 控制方式的選擇 .............................................................................................. 26 工作方式的選擇 .............................................................................................. 26 本章小結(jié) ................................................................................................................... 27 5 系統(tǒng)應(yīng)用驗(yàn)證 .......................................................................................................................27 II 驗(yàn)證內(nèi)容 .......................................................................................................................28 本章小結(jié) .......................................................................................................................28 6 總結(jié)與展望 ...........................................................................................................................29