【正文】 1DIG422DIG523DIG624DIG725CLKO26RC27RESET28RESETU2HD7279A 圖 HD7279A鍵盤顯示電路 HD7279A 最明顯的長處是與微處理器的接線容易，至多用 5 條電氣連接線，有復(fù)位端 RESET，片選輸入端 CS，同步時(shí)鐘輸入端 CLK，數(shù)據(jù)輸入和輸 出端 DATA 和按鍵有效輸出端 KEY。其中 5V是單片機(jī)及各控制芯片的供電電源， 12V電源則用于放大器和驅(qū)動(dòng)繼電器。 土壤水分的盈缺對農(nóng)作物 的 生長起著最重要的影響，它在適宜的濕度環(huán)境下，作物的成長非常良好，所以土壤濕度傳感器的選用就必須滿足可以控制土壤的濕度在一定的有效范圍內(nèi)，能快速地、準(zhǔn)確地測量出農(nóng)田土壤中所含水分，保證適時(shí)適當(dāng)?shù)?做出合理灌溉等。 主要性能指標(biāo)： 測量參數(shù)：土壤體積含水量（立方米 /立方米） %； 測量范圍： 0～ 100％ (m3/m3)； 測量精度： 0～ 50％ (m3/m3)范圍內(nèi)為 177。它能夠在 內(nèi)完成，也能在 750ras 內(nèi)完成 9 位和 12 位的數(shù)字量，因?yàn)?DSl8B20 息的讀寫只用一根總線，所以溫度轉(zhuǎn)變率取決于數(shù)據(jù)總線，總線自身也能夠直接提供電壓，并且不用外接電源。其檢測電路如圖 所示。例 +125℃ 的數(shù)字輸出為 07DOH。它具備可靠穩(wěn)定的運(yùn)行，檢測精度較高，適用于許多不同的土地，土地中肥料和金屬離子對它的影響非常小等特點(diǎn)，輸出電壓信號，配合 本系統(tǒng)自帶的數(shù)據(jù)采集模塊便可直接使用，它是對土壤水分含量的自動(dòng)獲取可靠的工具。 （頻域反射）時(shí)域反射儀是用于測量土壤水分的儀器， FDR 的工作原理是基于電磁脈沖原理，是按照電磁波傳播原理，測量出使用土地的介電常 數(shù) (?)，來獲得單位土地的含水量 (θv)。當(dāng)今單片機(jī)控制系統(tǒng)越來越精細(xì)越來越集成化，所以對電源電路的要求非常嚴(yán)格，要求電源電路提供穩(wěn)定、可靠的電源。因?yàn)?HD7279A 芯片具有片選信號，所以可以實(shí)現(xiàn) 8 位的顯示或 64 位的以及鍵盤接口。10V轉(zhuǎn)換為所需的 177。功用是發(fā)出+12v 和 12v 兩種電源，供給 RS232 串口電平的需求。關(guān)于數(shù)據(jù)：邏輯 “1”（傳號）的電平小于 3V，邏輯 “0”（空號）的電平告語 +3V；對于控制信號； ON 情況即信號有用的電平大于 +3V， OFF 情況即信號失效的電平小于 3V，傳輸電平的絕對值不小于3V情況下，能夠快速地檢測出來， 3~+3V 電壓毫無用處，在 15V~+15V 以外的電壓也毫無用處，所以，實(shí)際工作電壓保證 177。同時(shí)本設(shè)計(jì)還可以增加水泵。異步 電機(jī)包括感應(yīng)電機(jī)、雙饋異步電機(jī)和交流換向器電機(jī)。 電磁閥驅(qū)動(dòng)電路如 圖 所示： 5KR271KR28D3Q5NPNGNDUA1Optoisolator110KR29L1+12PA2電磁閥 圖 驅(qū)動(dòng)電磁閥電路 繼電器 電磁繼電器一般由鐵芯，線圈，銜鐵，彈片和其他部件。 方法 0 時(shí)，由于無條件傳輸，是以它不用狀況端口，均可成為作數(shù)據(jù)傳遞端口，當(dāng)然這種工作摸式也能夠用來查問式的輸入和輸出電路，這時(shí)候 PA 和 PB 每 一 個(gè)成為一個(gè)數(shù)據(jù)端口， PC 的某些位成為這 PA 和 PB 的控制，狀態(tài)信息。 輸出功能模塊 擴(kuò)展模塊 本控制系統(tǒng)所利用的 AT89S52 系列具備 4 個(gè)并行 I/O 口，其中 P0 口用來傳遞低 8位地址和復(fù)用數(shù)據(jù)總線， P2 口用來傳遞高 8 位的地址總線， P3 口則是多功能端口，常用第二功能。 并行轉(zhuǎn)換速度快，價(jià)格太高；雙斜率積分式轉(zhuǎn)變精度很高，抗干擾能力也很強(qiáng)強(qiáng)、價(jià)錢低，但其轉(zhuǎn)換速率較慢；而逐次逼近式 A/D 轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換精度較高、轉(zhuǎn)換速率較快，轉(zhuǎn)換時(shí)間比較穩(wěn)定，容易受干擾。 DSl2C887 的連接圖如圖 所示 ： GNDGNDGNDC910KR2+5~INT0RDWRALEMOT1NC2NC3ADO4AD15AD26AD37AD48AD59AD610AD711GND12CS13AS14RW15NC16DS17RESET18IRQ19NC20NC21NC22SQW23Vcc24DS12C887U5 圖 DSl2C887 外部時(shí)鐘電路 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè) 計(jì) 11 主要的特點(diǎn)是：直接取代了 PC 機(jī)的時(shí)鐘 /日歷芯片；和 DSl287 的芯片管腳兼容；在掉電方式的情況下能持續(xù)工作十年以上甚至更久；其自身攜帶晶體振蕩器，內(nèi)部包含鋰電池和輔助的電路系統(tǒng)，可計(jì)量秒、分、小時(shí)、星期、日期、月、年七中日歷信息并帶閏年。 集成在 AT89S52 的 256 字節(jié)的程序的操作空間， 8K 字節(jié)的閃存，支持 64K 的外部存儲器的擴(kuò)展。 當(dāng)前全球有不少的單片機(jī)生產(chǎn)廠家，如英特爾，摩托羅拉公司，美國的 Zilog；德國 SIENES 公司；荷蘭的 PHILIP 公司等。 本章小結(jié) 在本章節(jié)中，我最初對澆灌控制系統(tǒng)做了個(gè)簡短的概括，而后講述了以 AT89S52為核心的葡萄節(jié)水自動(dòng)澆灌控制系統(tǒng)及其框圖，在然后講述了以可編程控制器為核心的節(jié)水澆灌控制系統(tǒng)及其框圖，并且進(jìn)行了比較，最后確定方案。 方案二 該系統(tǒng)以可編程控制器作為控制核心， PID 功能指令和它的擴(kuò)展功能模塊使用它自己的實(shí)現(xiàn)對作物系統(tǒng)的自動(dòng)噴灌控制。電磁閥控制相應(yīng)的各區(qū)域灌溉與否。當(dāng)使用得是江河水時(shí)，其中含有泥沙和其它各種顆粒，所以在澆灌水引進(jìn)自動(dòng)灌溉控制系統(tǒng)以前必須積淀。 (3)設(shè)計(jì)以 AT89S52 為核心構(gòu)成的智能控制器。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè) 計(jì) 5 當(dāng)時(shí)我國前后引進(jìn)了少許以色列、美國、德國等國度出產(chǎn)的較高端的節(jié)水自動(dòng)灌溉控制設(shè)備，可是因價(jià)值高昂，維修保養(yǎng)艱難，主要用于農(nóng)業(yè)示范區(qū)，科學(xué)研究機(jī)構(gòu)和高等院校，也不符合土壤條件。節(jié)水自動(dòng)灌溉控制系統(tǒng)的自動(dòng)化成度較低是嚴(yán)重限制我國高效農(nóng)業(yè)成長的重要因素。計(jì)算機(jī)化操縱運(yùn)轉(zhuǎn)輕易精細(xì)、可靠性高、節(jié)約人力物力，對灌溉進(jìn)程的自 動(dòng)控制可達(dá)到很高的精度，以色列國家，已經(jīng)出現(xiàn)在家利用電腦對灌溉控制過程進(jìn)行全部控制 (無線、有線 )的農(nóng)場主 [8]。他們對灌溉的新理解是：把含有養(yǎng)料的水一滴滴的輸入作物根系層的泥土中，使土壤中的水、肥、氣、熱等均勻和諧干系，到達(dá)作物高產(chǎn)的目標(biāo) [7]。但他們只對作物實(shí)現(xiàn)定時(shí)定量定期灌溉，不及時(shí)，充足 的灌溉根據(jù)作物水分。噴灌的硬件條件方向的研究有：低壓管式噴灌及其節(jié)水高產(chǎn)的研究 [5]；稻田間噴管相結(jié)合灌溉技術(shù)的研究 [6]； GPS 節(jié)水灌溉系統(tǒng)的研究 [20]。西班牙、法國、意大利、希臘、埃及等地中海周邊國家和南非、澳大利亞、墨西哥、日本等國使用土地也很多。因此， 通過提高節(jié)水自動(dòng)灌溉控制技術(shù)，不斷縮短農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的用水總數(shù)的狀態(tài)下，能符合當(dāng)前用水要求，同時(shí)又把節(jié)省的水資源用于工業(yè)生產(chǎn)、城市生活和生態(tài)用水，用水資源的可持續(xù)使用來增進(jìn)當(dāng)代社會的可持續(xù)發(fā)展[3]。據(jù) 21 世紀(jì)都會 水資源 國際 學(xué)術(shù)研討會 表露， 聯(lián)合國 開始把我國列為世界上 13個(gè)最缺水的國度之一 [3][24]。此外，在交通 運(yùn)輸 行業(yè)上水資源也起著至關(guān)重要的作用。 關(guān)鍵詞 ：單片機(jī)；節(jié)水灌溉；自動(dòng)控制；濕度傳感器；溫度傳感器 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) II ABSTRACT Development of modern efficient agriculture depends on the continuous development of watersaving automatic irrigation control important factors that seriously hampered the development of efficient agriculture is the lower alldigital automation level of automatic watersaving irrigation control design is a design ofgrapes watersaving irrigation automatic control system based on system is mainly for monitoring and control of soil moisture, air temperature and other environmental conditions and for reasonable、 timely and moderate watersavingirrigation of core is the automatic control section constituted by the MCU as the design is designed primarily for software and hardware of watersaving irrigation control system. The automatic control system uses the form of PC and MCU and AT89S52 MCU as the is designed to control grape automatic watersaving irrigation system based on it describes the design of overall system block diagram, system circuit of the smallest MCU system, data acquisition and processing circuit, output expansion circuit, munication interface hardware circuit and software watersaving automatic irrigation control system can realize the functions of automatic irrigation， alarm，realtime clock， data upload and twoway munication. It is cheap,small,easy to install,hard to be interfered and the control system is more valueble for money， easier to be product and more conducive to use and spread pared to other control systems. Keywords:Controlmodel。 本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì) 葡萄節(jié)水灌溉自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 院系名稱： 電氣與信息工程學(xué)院 專業(yè)班級： 電氣工程及其自動(dòng)化 101 班 學(xué)生姓名： 王清泉 指導(dǎo)教師： 聶相舉 職 稱： 講 師 黑 龍 江 工 程 學(xué) 院 二○一四年六月 The Graduation Design for Bachelor39。 該套基于單片機(jī)控制的自動(dòng)節(jié)水灌溉控制系統(tǒng)成本較低，體積小，安裝簡單，抗干擾性強(qiáng)、運(yùn)行可靠性高，相比工控機(jī)等其它控制的方式，性價(jià)比較高，形成產(chǎn)品簡單，利于使用推廣。人們在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)生涯中淡水量的損耗占人類損耗淡水總量的 55%—75%，當(dāng)今工業(yè)高速發(fā)展，生產(chǎn)加倍需要很多的水。我國有 萬億 m3的水資源總量，全世界排名第 6 位，我國人均用 水量是世界人均用水量的 30%左右。如果我國使用先進(jìn)的節(jié)水灌溉自動(dòng)技術(shù)，我國每年在這樣的狀況下灌溉水節(jié)約 萬億 m3[27]。由于塞浦路斯和以色列較缺水所以微灌技術(shù)使用最多，其中以色列的微灌土地到達(dá)澆灌土地的 40％，近 萬 hm2，剩下的都是噴灌 [26]。如：噴灌水量分布均勻性評價(jià)指標(biāo)的實(shí)驗(yàn)研究 [15]；漫灌與噴灌情況下土壤養(yǎng)分運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)的初始研討，鉆研了漫灌、噴灌滲入條件下，土壤營養(yǎng)移動(dòng)的特點(diǎn) [16]；噴灌條件下小氣候變化規(guī)律的研究，鉆研了最大溫差和最大相對濕度與噴灌時(shí)間、噴灌工作壓力、風(fēng)力、風(fēng)向和光照強(qiáng)度的關(guān)聯(lián) [17]；噴灌情況時(shí)冬小麥生長特點(diǎn)及生存環(huán)境特點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)調(diào)查 [18]。北京奧特思達(dá)科技有限公司研究設(shè)計(jì)的 WT02 型按時(shí)微噴灌自動(dòng)控制器，是一種供農(nóng)業(yè)、園藝、溫室等正常場合供水的電子澆灌自動(dòng)化控制系統(tǒng)。灌溉面積，以色列和美國的水平是非常高的。北美、澳大利亞、韓國等國家和地區(qū)都有成型而且構(gòu)成一系列的灌溉自動(dòng)控制器產(chǎn)物，微灌方法廣泛利用計(jì)算機(jī)控制，埋在地下的土壤濕度傳感器可以傳送回土壤的水 分 消信，還有一些傳