【正文】 ......................... 28 6結(jié)論 ................................................................. 32 致謝 ...................................................錯誤 !未定義書簽。在精確化農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)過程中，如今發(fā)達國家發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的主要的手段是運用高科學技術(shù)和高新技術(shù)的裝備。因此，加速開發(fā)成套、適用、可靠、先進的灌溉系統(tǒng)是我國今后節(jié)水灌溉設(shè)備發(fā)展的主要方向。 2 1 概論 微灌技術(shù)的研究在中國的起步還不算太晚，自 1974 年引進墨西哥的滴灌設(shè)備我國的微灌技術(shù)試驗研究正式開始。例如灌溉設(shè)備系統(tǒng)成套性比較差，配套的水平偏低；主要的幾個部件的品種規(guī)格太少，質(zhì)量相對來說不穩(wěn)定，沒有很好的系列化；關(guān)鍵的設(shè)備穩(wěn)定性和耐久性都比較差；自動化和綜合功能技術(shù)程度不是很高，基本上還處于手動的操作方式，以至于整體的綜合效果和收益都不高。所以軟件系統(tǒng)的研制和開發(fā)將會得到不斷完善，其中專家系統(tǒng)為主的智能化管理控制系統(tǒng)已經(jīng)取得了不少的研發(fā)成果，并且其應用的前景是非常廣闊的。 綜合環(huán)境的調(diào)控 所謂綜合環(huán)境調(diào)控，就是以實現(xiàn)目標植物的正常生長為目標，把影響目標植物生 3 長的多種環(huán)境參數(shù) (如光照、溫 度、濕度等 )都保持在適宜目標植物生長的狀態(tài)，并盡可能的使用最少的環(huán)境調(diào)節(jié)裝置 (采光、遮光、通風、保溫、加濕等 )。 水是生命之源， 同樣它也是國家 經(jīng)濟發(fā)展 的主要因素 ，人類生 存必不可少的因素 ，水的重要性 在 國際 上已經(jīng)得到了 共識，水資源開發(fā)和保護 已經(jīng)被各國家 所重視。 伴隨著人們快節(jié)奏的生活、工作、學習，人們已沒有很多時間去精心 照顧自己種的花卉植物等，因此市場上急需一種可以代替人類勞動的產(chǎn)品。 4 此次設(shè)計采用 AT89S51 開發(fā)板作為單片機最小系統(tǒng)，基于 Keil 仿真軟件來完成軟件開發(fā)，用 protues仿真工具軟件設(shè)計電路圖以及做模擬仿真。 (3)用 Protues 仿真工具軟件來 設(shè)計本系統(tǒng)的電路圖。 (7)撰寫項目論文 5 2 系統(tǒng)總 體設(shè)計與分析 總體方案 根據(jù)設(shè)計功能要求，系統(tǒng)可分如下部分： 溫度監(jiān)控：對環(huán)境溫度進行測量，并通過單片機處理顯示環(huán)境溫度。 鍵盤控制： 當前溫度與相對濕度值顯示的轉(zhuǎn)換、時鐘的調(diào)節(jié)及年月日與時分秒的顯示轉(zhuǎn)換。 在本次系統(tǒng)設(shè)計中，我們選擇 SHT11 來作為本設(shè)計的溫濕度傳感器。所有的 SHT11傳感器都是在濕度校驗室中進行特別精確的校對調(diào)準。 6 3 系統(tǒng)硬件設(shè)計 本系統(tǒng)硬 件包括：溫濕度采集轉(zhuǎn)換模塊、單片機及附屬電路、鍵盤控制、 LCD 顯示、時鐘模塊、繼電器電路等部分的設(shè)計。 SHT11 檢測溫度與濕度傳感 器的主要特征： 用 COMSensTM 技術(shù)將信號的放大調(diào)理、溫濕度傳感、 A/D轉(zhuǎn)換、 I2C 總線接口這些模塊集成到一個芯片中； 可以給出校準后相對的濕度和溫度值的輸出；穩(wěn)定性卓越； 14位的濕度值的輸出分辨率以及 12位的溫度值的輸出分辨率，并且可以對應的編程為 12 位以及 8位。該傳感器給出工作電壓后，要等待 11 ms 用來越過“休眠”狀態(tài)。 工作原理 SHT11 運用電容式結(jié)構(gòu)來對溫度與濕度進行檢測，并且傳感器芯片的電容的組成運用了聚合物的覆蓋層與具有不同保護的微型結(jié)構(gòu)的檢測電極系 統(tǒng)的組合，除了保持了電容式的濕敏器件原有的特征外，還可以自行抵御一些來自外界的干擾。該傳感器校準系數(shù)首先存放于 OTP內(nèi)存中。 輸出特性 (1)濕度值輸出 SHT11 可通過 I2C 總線直接將數(shù)字濕度值輸出，它的相對數(shù)字濕度值輸出的特性曲線如下圖 所示。加熱的用途如下所示： a 經(jīng)過對啟動加熱的溫、濕度前后進行對比，能夠?qū)鞲衅鞴δ苓M行一個正確區(qū)別； b 傳感器假如指定環(huán)境相對濕度比偏高的情況下可以通過加熱以防止冷凝現(xiàn)象的發(fā)生。 表 1 SHT11 狀態(tài)寄存器類型及說明 位 類型 說 明 默認值 7 保留 0 6 讀 工檢限（低電壓檢查） X 5 保留 0 4 保留 0 3 只用于試驗，不可以使用 0 2 讀 /寫 加熱 0 關(guān) 1 讀 /寫 不從 OTP 重下載 0 重下載 0 讀 /寫 39。039。 10 圖 AT89C51 與 SHT11 的接口電路 單片機系統(tǒng)硬件設(shè)計 本系統(tǒng)中，我們采用美國 ATMEL（愛特梅爾）公司生產(chǎn)的 AT89C51 單片機作為主控芯片。圖 所示為 AT89C51 單片機最小系統(tǒng)原理圖。 5 R/W 讀與寫信號線，高電平 (1)時進行讀的操作，低電平 (0)時進行寫的操作。由硬件邏輯電路來編碼式鍵盤完成鍵識別的工作和可靠措施。 13 矩陣結(jié)構(gòu)鍵盤適 合用在按鍵數(shù)量偏多的場合，由行線與列線來組成，按鍵在行列交叉點的位置上，節(jié)省 I/O口。 由于本次設(shè)計只用到 6個鍵，所以采用獨立式鍵盤，在程序設(shè)計中采用查詢的方式來識別按鍵。 本設(shè)計采用了繼電器電路來驅(qū)動相應的外部灌溉電路用來實施對植物的灌溉。相應的繼電器模塊和替代的指示燈接口模塊如圖 所示： 圖 繼電器模塊與指示燈接口模塊 時鐘模塊硬件設(shè)計 本次設(shè)計的時鐘模塊選用由 Dallas 公司 (美國 )推出的 DS1302，它具有小電流充電的能力、功耗低的實時時鐘的電路結(jié)構(gòu)、工作原理及其在實時顯示時間中的應用。它作為 DS1202 升級后的產(chǎn)品，與 DS1202 互相兼容，但是它加了主電源 /后備電源的雙電源的引腳，于此同時也讓后備電源可以進行小電流的充電。 X1 和 X2 是 DS1302 的振蕩源，外部連接的是值為 的晶振。假如處于傳送過程中時，當給 Rst置低電平，那么將會終止當下數(shù)據(jù)的傳送， I/O 引腳則改變成高阻態(tài)。 Sclk 為時鐘輸入端。當按下時鐘調(diào)整功能鍵時，可以調(diào)節(jié)當前的時間值。 uint dat。 //初始化 LCD init_ds1302()。 if(key == 1) { temp=SHT11_Measure(TEM_TEST,0x37)。 write_(0x80)。)。 write_date(39。P39。)。 } write_date(39。 39。)。 18 write_date(39。 39。 dat=SHT11_Measure(HUM_TEST,0x0b)。 write_(0x80)。)。 write_date(39。H39。)。 } write_date(39。 39。)。 write_date(39。 39。0x0f。0x0f。0x0f。0x0f。0x0f。0x0f。0x0f。T39。)。 write_date(39。:39。 write_date(39。 write_date(0x30+minutel)。 write_date(0x30+secondh)。)。 } else { write_(0x80+0x40)。 write_date(39。T39。)。 write_date(39。039。 write_date(39。 write_date(0x30+monthl)。 write_date(0x30+dateh)。 函數(shù)功能說明 :設(shè)置 SHT11 檢測功能 ,并返回相應的檢測結(jié)果， mand 形參用于設(shè)定溫度檢測還是濕度檢測 ,time 形參用于設(shè)定檢測過程中的等待時間，以確定檢測結(jié)果的位數(shù) 11ms/55ms/210ms 分別對應 8 位 /12 位 /14 位 函數(shù)名稱 :Convert_Tempeture12bit(uint dat)。 時鐘功能鍵 Set 鍵是時鐘調(diào)整鍵。 鍵盤控制模塊的部分程序代碼（時間設(shè)定部分）： void Set_time() { uchar y,mon,d,h,min,s。h=0。Delay_Ms(300)。Delay_Ms(300)。Delay_Ms(300)。Delay_Ms(300)。Delay_Ms(300)。 } write_(0x80)。 write_date(39。T39。)。 write_date(39。039。 write_date(39。 write_date(mon%10 + 0x30)。 write_date(d/10 + 0x30)。T39。)。 write_date(39。:39。 write_date(39。 write_date(min%10 + 0x30)。 write_date(39。 39。 iii8){iii++。 //關(guān)閉寫保護 write_ds1302(0x80,0x00)。 write_ds1302(0x88,mon + (mon/10)*6)。程序流程圖如圖 所示 圖 LCD 顯示流程圖 Lcd 顯示模塊的程序代碼： //液晶模塊的忙碌狀態(tài) uchar Read_LCD_State() { uchar state。 Delay_Ms(1)。 return state。 } void delay(uchar z) //延時函數(shù) { uchar x,y。y110。x)。 P1=。 en=0。 P1=date。 en=0。是目前世界上唯一把 PCB的設(shè)計軟件和電路的仿真軟件以及虛擬的模型仿真軟件三個專業(yè)軟件功能合為一體的專業(yè)設(shè)計的平臺，其處理器模型可以做到支持 805 HC1PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC3 AVR、 ARM、 8086 和 MSP430 等，同時在編譯方面，它也支持 IAR、 Keil 和 MPLAB 等多種 編譯。 C語言是國際上廣泛流行的一種計算機語言，它可以用作編寫系統(tǒng)文件，也可以用作編寫應用軟件。而 C 語言是一種既有一般的高級語言的特點，又有低級語言特性的語言，集它們的優(yōu)點于一身。如圖 所示： 圖 相對濕度小于 60%大于 40% 31 當相對濕度值大于 60%時，紅燈亮表示系統(tǒng)在相對濕度過高的情況下對目標區(qū)域進行灌溉。 當然此設(shè)計也存在不足之處：本來指示燈指示模塊電路應該替換成繼電器模塊電路，用以導通外部的灌溉