【正文】 的材料。對本研究提供過幫助和做出過貢獻的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。 涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。 此次設(shè)計的是通過選擇 SHT11 溫濕度傳感器對土壤的溫度以及濕度等重要物理量進行采集，將采集到的信號交給 51 單片機系統(tǒng)進行處理，通過用 c 語言的編程實現(xiàn)在需要時驅(qū)動相關(guān)外部設(shè)備，對目標區(qū)域進行自動精確地智能灌溉。 1 引 言 在全球淡水水資源越來越缺乏和農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的當今世界，農(nóng)業(yè)高度集約化種植模式（ 耕作、種植、灌溉、施肥、收獲等）和“工廠化”特征日趨顯著。微灌技術(shù)和設(shè)備在我國還處于研究和待開發(fā)階段，系統(tǒng)的成套性還較差，主要部件品種少，質(zhì)量不穩(wěn)定。微機和單片機等自動控制檢測系統(tǒng)裝置，已經(jīng)在某些微灌工程中應(yīng)用和實驗，初步顯示出微灌采用自動化的管理系統(tǒng)優(yōu)越性和先進性。 但是由于我國正處于初級階段的微灌技術(shù)研究，近些年來自己研制、開發(fā)與生產(chǎn)微灌設(shè)備的產(chǎn)品不管是在質(zhì)量方面和性能方面與發(fā)達國家相比較，差距存在還是比較大的；同發(fā)達的國家相比較更大的差距存在于微灌工程設(shè)備的組裝配套和自 動控制方面。 智能化 隨著傳感器的技術(shù)、計算機處理技術(shù)和 自動智能控制技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，溫室中的計算機環(huán)境的控制系統(tǒng)應(yīng)用將會由以數(shù)據(jù)采集處理和監(jiān)測的簡單方式，漸漸轉(zhuǎn)向以數(shù)據(jù)處理和應(yīng)用為主。設(shè)施的產(chǎn)業(yè)化程度的提高成為可能。 在不久的將來，不僅能實現(xiàn)對辦公室花卉的控制而且可以實現(xiàn)路邊及所有公共場所花草樹木的自動灌溉，而且可以加入遠程控制，可視頻控制，更大限度的節(jié)省人力物力，這將是世界 澆灌系統(tǒng)的一個發(fā)展趨勢。水資源的利用率和利用效率低下使水資源在節(jié)流方面呈現(xiàn)巨大的挖掘潛力，因此節(jié)水成為歷史發(fā)展的必然。已有的澆水器需要有人控制或者 定時的澆灌，不能根據(jù)植物正常生長所需要的光照、水分、溫度來實時調(diào)節(jié)植物生長環(huán)境的參數(shù)，不利于花木的成長，而且現(xiàn)在的名貴花如果因為以上原因而死亡得不償失，鑒于以上情況，市場上急需提供一種能夠根據(jù)光照、溫度、濕度及光照的變化自動將水分和及光補充給花木，達到定期、及時澆灌花木的花木自動澆灌器。 (2)學(xué)習(xí) Keil、 Protues 等工具軟件的使用方法。 (6)用 51單片機實驗板進行實物調(diào)試爭取達到預(yù)期的結(jié)果 。 顯示： LCD 實時顯示溫度、相對濕度及時鐘日期。 傳感器作為實現(xiàn)測量和控制的第一環(huán)節(jié)，是測量控制系統(tǒng)關(guān)鍵的部件，假如沒有傳感器對被測信號進行可靠的捕捉和數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換，所有的測量和控制都將會沒有辦法去實現(xiàn)。所以，該芯片有品質(zhì)好、抗干擾的能力強、響應(yīng)快、性價比高等一系列的優(yōu)點。體積小、功耗低的特點使得該傳感器成為各類應(yīng)用場合的最好選則。該種傳感器把 CMOS 芯片技術(shù)和傳感技術(shù)相結(jié)合起來，從而體現(xiàn)了這兩種技術(shù)優(yōu)勢互補的強大功能 。 (4)VDD 電源端： ～ 電源端； SHT11 的供電電壓為 ～ 。 (5)NC：空管腳。 SHT11 傳感器內(nèi)部的結(jié)構(gòu)框圖如下： SHT11 的每個傳感器的校準都是在特別精確的濕度室里進行的 。首先增加了傳感器信號強度，增強了該傳感器的 8 抗干擾能力，從而保證了該傳感器長期的穩(wěn)定性；數(shù)模轉(zhuǎn)換同一時間的完成從而大幅度的降低了該傳感器對外界干擾敏感的程度。下面是對寄存器的相關(guān)位進行功能說明： (1)加熱 9 芯片的加熱開關(guān)導(dǎo)通后，該傳感器的溫度約增加 5℃ ，從而使功耗增加至 8mA*5v。 (4)分辨率的設(shè)定 把測量的分辨率從 14位（溫度）和 12 位（濕度）分別減到 12位和 8 位可以應(yīng)用在高速度或者是低功耗的場合。 39。由于 P2口內(nèi)部已有上拉電阻，所以本次設(shè)計 DATA 端口連接單片機的 口時不需要上拉電阻。 AT89C51 單片機具有以下的標準功能： 4k字節(jié) Flash， 128 字節(jié) RAM， 32位 I/O口線，兩個 16 位定時器 /計數(shù)器， 可編程串行通道， 5個中斷源，低功耗的閑置和掉電模式 ，片內(nèi)晶振及時鐘電路。 4 RS 寄存器的選擇，高電平 1時會選擇數(shù)據(jù)的寄存器、低電平 0 時 12 會選擇指令的寄存器。 鍵盤控制模塊硬件設(shè)計 在單片機系統(tǒng)中，按接口形式把鍵盤分為兩大類：編碼式鍵盤與非編碼式鍵盤。而非編碼式鍵盤主要包括有獨立按鍵結(jié)構(gòu)的鍵盤與有矩陣按鍵結(jié)構(gòu)的鍵盤兩種。此鍵盤是用于按鍵較少或操作速度較高的場合。 14 圖 鍵盤控制模塊 （指示燈接口）模塊硬件設(shè)計 在智能微噴灌控制系統(tǒng)中，采集到的參數(shù)在進行進行數(shù)據(jù)處理、數(shù)字濾波，標度變換之后，與給出的標準參數(shù)上下限給定值進行比較，如果高于上限值 (或低于下限值 )則驅(qū)動相應(yīng)的外部灌溉電路，對目標區(qū)域進行微噴灌。當相對濕度值高于上限值 (或低于下限值 )時，由指示燈指示電路模擬外部灌溉電路的導(dǎo)通與斷開。 DS1302 的內(nèi)部的 31 8的 RAM寄存器是用來臨時存放數(shù)據(jù)。 DS1302 是由 Vcc1 和 Vcc2 中較大的提供工作電壓。當給 Rst 置高電平，初始化所有數(shù)據(jù)的傳送，允許 DS1302 的操作。 I/O 為串行數(shù)據(jù)輸入輸出端 (雙向 )。當按下溫濕度調(diào)整功能鍵時， LCD 顯示器上會有相應(yīng)顯示。 uint temp。 init1602()。 SHT11_Write_Register(REG_WRITE,FUNCTION_SET)。 // Delay_Ms(20)。T39。)。 write_date(39。=39。i++) { write_date(DispData[i])。 write_date(39。 39。)。 write_date(39。 f=SHT11_Convert_Tempeture12bit(temp)。 // Delay_Ms(20)。 39。)。 write_date(39。=39。i++) { write_date(DispData[i])。 write_date(39。 39。)。 write_date(39。 secondl=secondamp。 minutel=minuteamp。 hourl=houramp。 monthl=monthamp。 yearl=yearamp。 datel=dateamp。 day=dayamp。 write_date(39。I39。)。 write_date(39。 write_date(0x30+hourl)。 20 write_date(0x30+minuteh)。)。 39。)。)。 write_date(39。E39。)。 write_date(39。 write_date(0x30+yearl)。 write_date(0x30+monthh)。)。 } } 本系統(tǒng)傳感器模塊采用的是 SHT11 溫濕度傳感模塊，該模塊的程序工作流程如下圖 所示： 21 圖 SHT11 程序流程圖 溫濕度采集模塊的部分函數(shù)名稱及功能 (其中具體的函數(shù)代碼見附錄中的程序清單 )： 函數(shù)名稱 :void SHT11_Start() 函數(shù)功能說明 :SHT11 啟動時序 函數(shù)名稱： SHT11_Sendbyte(uchar dat) 函數(shù)功能說明 : 向 SHT11 發(fā)送 8bite 數(shù)據(jù) 函數(shù)名稱 SHT11_Answer()： 函數(shù)功能說明 :檢測 SHT11 的響應(yīng)信號 (在第九個時鐘周期 ) 函數(shù)名稱： SHT11_Test_Finish() 函數(shù)功能說明 :檢測 SHT11 溫濕度檢測是否完畢 函數(shù)名稱： SHT11_Receivebyte() 函數(shù)功能說明 :從 SHT11 接收 8bite 數(shù)據(jù) 函數(shù)名稱： MCU_Answer() 函數(shù)功能說明 :單片機向 SHT11 發(fā)送應(yīng)答信號 函數(shù)名稱 :SHT11_End() 函數(shù)功能說明 :當接收兩個 8byte 數(shù)據(jù)后部接收 CRC 校驗碼 函數(shù)名稱： void SHT11_Write_Register(uchar mand ,uchar dat) 函數(shù)功能說明：向 SHT11 的狀態(tài)寄存器設(shè)置功能， mand 為 REG_WRITE 0x06復(fù)位 啟動 計算相對濕度值并顯示 N N Y 寫入測濕命令 讀出濕度數(shù)據(jù) 計算溫度值并顯示 N 寫入測溫命令 讀出溫度數(shù)據(jù) 22 寫寄存器， dat 為 設(shè)置 SHT11 的功能 可以設(shè)置檢測的數(shù)據(jù)位數(shù) 函數(shù)名稱： uchar SHT11_Read_Register(uchar mand) 函數(shù)功能說明： mand 為 REG_READ 0x07//讀寄存器，返回值為狀態(tài)寄存器的值，位 6 顯示當前檢測完一次數(shù)據(jù)后電源供電情況，當位 6為 0時表明 VDD 當位 6 為 1 時表明 VDD，位 0表明當前的測量分辨率，當位 0為 1時表明測量精度： 8 位 /濕度 12位溫度；當位 0為 0 時表明測量精度： 12位濕度 14位溫度，默認為 0 函數(shù)名稱 :SHT11_Measure(uchar mand,uint time)。 年月日與時分秒轉(zhuǎn)換顯示鍵 sd 功能：開關(guān)的開合可以完成對年月日與時分秒顯示的轉(zhuǎn)換。 時鐘功能鍵 Enter 鍵用來進行年、月、日、小時、分鐘設(shè)定模式的變換。d=0。 while(iii=9) { if(Set == 0) { switch(iii) { case 0: if(Up == 0){y++。} case 1: if(Up == 0){mon++。} case 2: if(Up == 0){d++。} case 3: if(Up == 0){h++。} case 4: if(Up == 0){min++。} default:。)。 write_date(39。E39。)。 write_date(39。 write_date(y%10+0x30)。 24 write_date(mon/10 + 0x30)。)。 write_date(39。I39。)。 write_date(39。 write_date(h%10 + 0x30)。 write_date(min/10 + 0x30)。)。 write_date(39。amp。