【正文】 算，式中 :m 為灌水定額 ； b1， b0 分別為土壤田間持水量和灌前土壤含水率 ； r 為土壤干容 (t/m3)； h 為土壤計(jì)劃濕潤層深度 ； P 為單片機(jī)土壤濕潤比。 Sr)/η q. （ 22） 式中 :t 為次灌水延續(xù)時(shí)間 (h)； Se 為灌水器間距 (m)； Sr 為毛管間距 (Cm)； q土壤水分傳感器 A/D 轉(zhuǎn)換器 AT89C51 鍵盤 報(bào)警 LED 顯示 光隔 繼電器 電磁閥 沈陽建筑大學(xué)城市建設(shè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） — 11— 為灌水器流量 ((L/h)； η為單片機(jī)灌溉水利用系數(shù)，一般為 ~0. 950。田間持水量是指土壤中毛管懸著水達(dá)到最大量時(shí)的土壤含水量，當(dāng)灌溉水量超過田間持水量時(shí)，只能加深土壤的濕潤深度，而不可能再增加土層中含水量的百分?jǐn)?shù)，它是土壤中對作物有效水的上限，可用作灌溉的上限和計(jì)算灌溉量的依據(jù)。當(dāng)土壤含水量抵達(dá) C 點(diǎn)時(shí)，達(dá)到設(shè)定的土壤含水量控制上限，供水設(shè)備關(guān)閉，停止供水。 沈陽建筑大學(xué)城市建設(shè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） — 13— 第三章 GTM900C 無線模塊 GTM900C 模塊介紹 華為 GTM900C 無線模塊是一款兩頻段 GSM/GPRS 無線模塊。內(nèi)嵌 TCP/IP 協(xié)議模塊，使用簡單，易于集成，使用它您可以在較短的時(shí)間內(nèi)花費(fèi)較少的成本開發(fā)出新穎的產(chǎn)品。它支持標(biāo)準(zhǔn)的AT 命令及增強(qiáng) AT 命令，提供豐富的語音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)等功能，是高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)雀鞣N應(yīng)用的理想解決方案。 C～ 20176。? GSC 射頻天線連接器 語音業(yè)務(wù) 支持 FR、 EFR、 HR 和 AMR 的語音編碼 沈陽建筑大學(xué)城市建設(shè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） — 15— 支持免提通話，提供回聲抑制功能 短消息業(yè)務(wù) 支持 MO 和 MT 點(diǎn)對點(diǎn)和小區(qū) 廣播 短消息模式支持 TEXT 和 PDU GPRS 數(shù)據(jù)業(yè)務(wù) GPRS CLASS 10 編碼方式 CS 1， CS 2， CS 3， CS 4 最高速率可達(dá) 支持 PBCCH 內(nèi)嵌 TCP/IP 協(xié)議：支持多鏈接，提供 ACK 應(yīng)答，提供大容量緩存 電路型數(shù)據(jù)業(yè)務(wù) 支持 CSD 數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，最高速率可達(dá) 支持傳真： Group3， 支持 USSD 補(bǔ)充業(yè)務(wù) 來電顯示、呼叫轉(zhuǎn)移、呼叫保持、呼叫等待和三方通話等 集群功能 組呼、廣播和私密呼叫 等（ GTM900C 模塊支持） STK 功能 通過增強(qiáng)的 AT 命令支持 STK 功能 ROHS 環(huán)保 符合 ROHS 環(huán)保認(rèn)證要求 GTM900C 模塊產(chǎn)品的應(yīng)用 GTM900C 在 Terminal 型固定臺(tái)、 Phone 型固定臺(tái)、車載臺(tái)、公用電話、電力無線抄表業(yè)務(wù)、遠(yuǎn)程信息服務(wù)臺(tái)等方面被廣泛的應(yīng)用。這些終端或應(yīng)用設(shè)備可能運(yùn)行在嵌入式系統(tǒng)里。 AT+CXXX? 執(zhí)行命令 該命令用于讀出受 GSM模塊內(nèi)部程序控制的不可變參數(shù) 。 表 33 AT+CMGS操作命令語法 類型 命令 可能的返 回結(jié)果 說明 設(shè)置命令 AT+CMGS=da[,toda]CRtext to send ctrlZ/ESC +CMGS: mr[,scts] ok 使用文本模式（ +CMGF=1）且發(fā)送成功 ERROR/+CME ERROR: err 使用文本模式（ +CMGF=1）但發(fā)送失敗 AT+CMGS=lengthCR PDU to sendctrlZ/ESC +CMGS: mr[,ackpdu] ok 使用 PDU模式（ +CMGF=0）且發(fā)送成功 ERROR/+CME ERROR: err 使用 PDU模式（ +CMGF=0）但發(fā)送失敗 測試命令 AT+CMGS=? OK 表 34 參數(shù)的詳細(xì)說明 沈陽建筑大學(xué)城市建設(shè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） — 3— 參數(shù) 取 值 說明 da IPDestinationAddress 中“地址 取值”字段，字符號(hào)；將 BCD 數(shù)值（或缺省 GSM 字母格式的字符）轉(zhuǎn)換為當(dāng)前選擇的 TE字符集中的字符，（ 請參考 TS +CSCS命令） 。 ackpdu RP— ACK PDU中的 RP— User— data元素； SMS情況下，與 pdu的格式相同，但沒有 SC地址字段；該參數(shù)應(yīng)放在雙引號(hào)中，與普通的字符型參數(shù)相同。 68 0179。 沈陽建筑大學(xué)城市建設(shè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） — 6— 圖 33 連接器外形 天線接口 GTM900C 提供的天線接口為 GSC 射頻連接器，外接天線通過電纜連接到該連接器上。 14 ADC I 0－ 模擬數(shù)字采樣 最高輸入電壓 15 PWON I 開 /關(guān)機(jī)控制信號(hào) 低電平有效 16 UART_DSR0 O (177。 ) GTM900 模塊 AT 命令串行接收信號(hào)（對端設(shè)備發(fā)送） 用于 GTM900C 模塊的 AT 命令， TTL 電平 20 UART_CTS0 O (177。 ) 載波檢測 24 SIM_CD I (177。 ) SIM 卡時(shí)鐘信號(hào) 28 SIM_VCC O (177。 UART 接口的功能特性 UART 接口與外界進(jìn)行串行通信，支持 電平輸入和輸出。 UART 接口信號(hào)定義 UART 接口信號(hào)定義如表 38 所示 . 表 38 UART 接口信號(hào)定義 序號(hào) 信號(hào)名 描述 特 性 方向 23 UART_DCD0 載波檢測 數(shù)據(jù)鏈路已連接 DCEDTE 17 UART_RI0 振鈴指示 通知 DTE 有遠(yuǎn)程呼叫 DCEDTE 21 UART_RTS0 請求發(fā)送 DTE通知 DCE 請求發(fā)送 DTEDCE 19 UART_TXD0 發(fā)送數(shù)據(jù) DTE 發(fā)送數(shù)據(jù) DTEDCE 16 UART_DSR0 數(shù) 據(jù) 設(shè) 備就緒 DCE 準(zhǔn)備就緒 DCEDTE 22 UART_DTR0 數(shù) 據(jù) 終 端就緒 DTE 準(zhǔn)備就緒 DTEDCE 20 UART_CTS0 清除發(fā)送 CE 已切換 到接收模式 DCEDTE 18 UART_RXD0 接收數(shù)據(jù) DTE 接收串行數(shù)據(jù) DCEDTE 6 GND 地 沈陽建筑大學(xué)城市建設(shè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） — 10— UART 接口 DCEDTE 配線 DCEDTE 的連接關(guān)系如圖 34 所示。由于水的介電常數(shù)比一般物料的介電常數(shù)要大得多，所以當(dāng)土壤中的水分增加時(shí)，其介電常數(shù)相應(yīng)增大，測量時(shí)水分傳感器給出的電容值也隨之上升，根據(jù)傳感器的電容 量與土壤水分之間的對應(yīng)關(guān)系可測出土壤的水分。它已通過 HUMREL 的品質(zhì)認(rèn)證，可以很好工作于較惡劣的環(huán)境。 電磁閥公式 ： C=ξ rC0=(1+X)C0 （ 41） 其中 C0 表示無介質(zhì) (即在空氣中 )時(shí)的電容 C 一充入均勻介質(zhì)后的電容 沈陽建筑大學(xué)城市建設(shè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） — 12— ξ r 一所充介質(zhì)的相對介電常數(shù) (也稱電容率 ) X 一介質(zhì)的 極化率 由上式可見，充入介質(zhì)后，原空氣中的電容將增至 ξ r倍，介質(zhì)不同則 r 不同， C 也不同，通過 C 間接反映土壤含水量。 在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，采用兩極板的方式受土壤松緊度 的影響較大，且不夠穩(wěn)定，影響了傳感器的穩(wěn)定性和可靠性，因此， 采用了絕緣探針的方式，因?yàn)樘结樰^尖，插入土壤比較容易，且對土壤松緊度的影響較小，封閉性較好，能 夠構(gòu)成完整的閉合電容，系統(tǒng)比較穩(wěn)定。這樣，整個(gè)電路的調(diào)節(jié)就集中到電阻 RB上了，只要調(diào)節(jié)電阻 RB，就可以來調(diào)節(jié)電路的輸出 ；同時(shí)，振蕩器輸出波形的占空比為 q=RA/ (RA+Ra )，只要 RA 與 RB的比值越大，輸出的SN75LB C184 AT98C 2051 X25045 看門狗 智能數(shù)采 模塊 Cc4060 555 上位機(jī) 沈陽建筑大學(xué)城市建設(shè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） — 13— 波形就越接近方波，得到的值就越接近理想值。我們經(jīng)常需要把高頻信號(hào)加以分頻得到較低頻率的信號(hào)，CC4060 有 10 個(gè)輸出端最小可得到 16 分頻，最大可得到 16348 分頻，這樣大的分頻范圍給了一個(gè)自由選擇的空間?？撮T狗電路在現(xiàn)在的電路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用是非常普遍的， X25045 把三種常用的功能 :看門狗定時(shí)器，電壓監(jiān)控和 E2PROM 組合在單個(gè)封裝之內(nèi)，這種組合降低了系統(tǒng)成本并減少了對電路板空間的要求。一旦選定，即使在電源周期變化之后，此周期也不改變。 單片機(jī)輸出的是 RS232 信號(hào)，其傳輸距離比較短，最大為 15 米，極大地限制了信號(hào)的傳輸 ： 與之相比， RS485 信號(hào)的傳輸距離可達(dá)到 1200 米左右，再加上兩級(jí)中繼后，能達(dá)到 3000 米以上。若使用 LBC184，可直接與傳輸線相接而不需要任何外加保護(hù)元件，這提供了一種可靠、低價(jià)和簡單的設(shè)計(jì)方案。 ② 必須埋在根系活動(dòng)集中層內(nèi)，該處為作物大部分吸水發(fā)生部位，需給予重點(diǎn)關(guān)注。分層埋設(shè)時(shí)，應(yīng)將各傳感器的導(dǎo)線頭引到埋設(shè)處的地表，在導(dǎo)線頭上做好不同埋深的標(biāo)記，以便和傳感器信號(hào)處理電路連接。 總之，在傳感器埋設(shè)時(shí)，應(yīng)請教有關(guān)專家，了解作物的有效根系活動(dòng)范圍和土壤土質(zhì)況 ，以便選擇好埋設(shè)傳感器的位置、深度和數(shù)量，保證測量結(jié)果的可信性 [8]。因此 AT89C51 是一種功能強(qiáng)、靈活性高且價(jià)格合理的單片機(jī)，它可方便地應(yīng)用在各種控制領(lǐng)域。當(dāng)用外部振蕩器時(shí)該引腳接收振蕩器的信號(hào)，即把此信號(hào)直接接到內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的 輸入端。在對 Flash 存儲(chǔ)器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖 (FROG)。 ④輸入 /輸出引腳 ~， ~， P2. 0~， ~ P0 端口 (~P0. 7}是一個(gè) 8 位漏極開路型雙向 I/O 端口，它的地址是 80H 至 87作為輸出口用時(shí)，每位能以吸收電流的方式驅(qū)動(dòng) 8個(gè) TTL 輸入，對端口寫 1 時(shí)，可作為高阻抗輸入端用，在編程時(shí) P0 端口接收指令字節(jié)。在對 Flash編程和程序驗(yàn)證期間， P2 也接收高位地址和一些控制信號(hào)。外接石英晶體時(shí)， Cl和 C2 一般取 (30pF士 10pF)，外接陶瓷諧振器時(shí)， C1 和 C2 一般取 (40pF 土 10pF)，在此 選用的是石英晶體，C1， C2 均為 30pF。上電復(fù)位的過程是在加電時(shí)，復(fù)位電路通過電容加給 RST 端一個(gè)短暫的高電平信號(hào)，此高電平信號(hào)隨著 Vcc 對電容的充電過程而逐漸回落。若系統(tǒng)在上電時(shí)得不到有效的復(fù)位，則在程序計(jì)數(shù)器 PC 中將得不到一個(gè)合適的初值， CPU可能會(huì)從一個(gè)未被定義的位置開始執(zhí)行程序 [9]。 只有對于片內(nèi)部無 ROM 的單片機(jī)或者程序較長，內(nèi)部 ROM 不夠用時(shí)，才需擴(kuò)展外部程序存儲(chǔ)器芯片 ； 當(dāng)數(shù)據(jù)量大內(nèi)部 RAM 不夠用時(shí)，需擴(kuò)展外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器芯片。另外，每個(gè)中斷在程序存儲(chǔ)器中都分配有一個(gè)固定的入口地址，中斷響應(yīng)后 CPU 便跳到該單元，在這里開始執(zhí)行中斷服務(wù)子程序。 內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的地址是 8 位的，低 128KB 的分配是 ： 最低 32 個(gè)單 (00H~1FH)是四個(gè)通用工作寄存器組，每個(gè)寄存器組含有 8 個(gè) 8 位寄存器，編號(hào)為 R0~R7。 數(shù)據(jù)采集處理電路 本電路主要用于傳感器信號(hào)的處理，由前面己知土壤水分的測定采用 LW02 型 水分傳感器，測量時(shí)需給其加 +，傳感器的白、藍(lán)、黃接線分別為接地線、輸入電壓線、輸出電壓線。在同樣模擬輸沈陽建筑大學(xué)城市建設(shè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） — 21— 入電壓下， A/D 轉(zhuǎn)換器的位數(shù)越高，標(biāo)志著它的量化精度越 高，但這會(huì)帶來轉(zhuǎn)換速度減慢和轉(zhuǎn)換器價(jià)格上升的問題。經(jīng)過分析比較，這里 選擇常用的中速、低廉的逐次逼近型 A/D 轉(zhuǎn)換器 ADC0809 芯片。如 8 位 A/D 轉(zhuǎn)換器采集到OV 電壓則變成 00H 數(shù)字信號(hào)，采集到 5V 電壓則變換成 FFH 數(shù)字信號(hào)，其他在 0~5V之間的模擬量都可轉(zhuǎn)換成 00H~FFH 之間的數(shù)字量。 OE 為輸出允許端， START 為啟動(dòng)信號(hào)輸入端，CLK 為時(shí)鐘信號(hào)輸入端。 OE 為數(shù)據(jù)輸出允許控制端，當(dāng)給 OE 端輸入高電平時(shí)，控制三態(tài)數(shù)據(jù)輸出鎖存器向外部輸出轉(zhuǎn)換結(jié)果數(shù)據(jù)。 8 路模擬通道共用一個(gè) A/D 轉(zhuǎn)換器， 8 路模擬信號(hào)分時(shí)轉(zhuǎn)換，每個(gè)瞬間只能轉(zhuǎn)換 1 路，各路之間的切換由軟件變換通道地址實(shí)現(xiàn)。 A/D 轉(zhuǎn)換后得到的是數(shù)字量的模擬量，這些數(shù)據(jù)只有確認(rèn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換完成后，才能進(jìn)行傳送。傳送時(shí)首先送出口地址并以而作選通信號(hào)，當(dāng) /RD 信號(hào)有效時(shí)， /OE 信號(hào)即有效，把轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)送上數(shù)據(jù)總線，供單片機(jī)接收。即對于一種 A/D轉(zhuǎn)換器來說，轉(zhuǎn)換時(shí)間是已知的和固定的， ADC0