【正文】 動(dòng)器件，其中電磁閥約 5V/個(gè)。開(kāi)關(guān)量輸出隔離的目的在于隔斷單片機(jī)與執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間的直接電氣聯(lián)系，以防地電位差、外界電磁場(chǎng)等干擾因素造成執(zhí)行機(jī)構(gòu)地誤動(dòng)作，甚至導(dǎo)致智能儀器本身基于單片機(jī)的定時(shí)噴水控制系統(tǒng)控制電路設(shè)計(jì) 21 的損壞。 圖 48 LED 數(shù)碼管 陜西科技大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)） 20 4 硬件電路 的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 控制輸出電路的設(shè)計(jì) 自動(dòng)控制系統(tǒng)通過(guò)傳感器對(duì)受控對(duì)象的有關(guān)參數(shù)信息數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集，經(jīng)過(guò)數(shù)字化變換進(jìn)入單片機(jī) CPU 進(jìn)行必要的處理，而后輸出以驅(qū)動(dòng)執(zhí)行器件或機(jī)構(gòu)產(chǎn)生相應(yīng)的動(dòng)作，直接推動(dòng)被控對(duì)象來(lái)調(diào)整被測(cè)參量，最終目的以使受控參量始終處于要求值或范圍內(nèi)。 LED 數(shù)碼管 LED 數(shù)碼管實(shí)際上是由七個(gè)發(fā)光管組成 8 字形構(gòu)成的，加上小數(shù)點(diǎn)就是 8 個(gè)。 AM2301 傳感器讀單總線的流程圖如圖 47 所示 陜西科技大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)） 18 圖 47 AM2301 傳感器讀單總線的流程圖 電磁閥 電磁閥是用來(lái)控制流體的方向的自動(dòng)化基礎(chǔ)元件，通常用于機(jī)械控制和工業(yè)閥門(mén)上面，對(duì)介質(zhì)方向進(jìn)行控制。待主機(jī)開(kāi)始信號(hào)結(jié)束后， AM2301 發(fā)送響應(yīng)信號(hào)，從數(shù)據(jù)總線 SDA 串行送出 40Bit的數(shù)據(jù)，先發(fā)送字節(jié)的高位；發(fā)送的數(shù)據(jù)依次為濕度高位、濕度低位、溫度高位、溫度低位、校驗(yàn)位，發(fā)送數(shù)據(jù)結(jié)束觸發(fā)一次信息采集，采集結(jié)束傳感器自動(dòng)轉(zhuǎn)入休眠模式，直到下一次通信來(lái)臨。特殊封裝形式可根據(jù)用戶需求而提供。它應(yīng)用專用的數(shù)字模塊采集技術(shù)和溫濕度傳感技術(shù)，確保產(chǎn)品具有極高的可靠性與卓越的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。注意加密方式 1 時(shí)， /EA將內(nèi)部鎖定為 RESET；當(dāng) /EA 端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。此時(shí)， ALE 只有在執(zhí)行 MOVX， MOVC指令是 ALE才起作用。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持 RST 腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。作為輸入，由于外部下拉為低電平， P3 口將輸出電流（ ILL）這是由于上拉的緣故。 P2 口： P2 口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O口， P2 口緩沖器可接收，輸出 4 個(gè) TTL 門(mén)電流，當(dāng) P2 口被寫(xiě) “ 1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。 GND：電源地。 陜西科技大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)） 12 3 系統(tǒng)硬件主要器件選擇 系統(tǒng)硬件的組成部分 這個(gè)控制系統(tǒng)的接受網(wǎng)絡(luò)是由許多網(wǎng)絡(luò)傳感器子節(jié)點(diǎn)組成的，每一個(gè)子節(jié)點(diǎn)包括： 1 個(gè) 地表溫濕度傳感器 ，及相關(guān)電路。 程序開(kāi)發(fā)語(yǔ)言選擇 本課題的軟件設(shè)計(jì)主要由 數(shù)據(jù)輸入子程序 ， 液晶顯示 子程序， 數(shù)據(jù)處理程序 程序及輸出程序 程序組成。當(dāng)數(shù)碼管特定的段加上電壓后，這些特定的段就會(huì)發(fā)亮，以形成我們眼睛看到的 2 個(gè) 8 數(shù)碼管字樣了。傳感器包括一個(gè)電容式感濕元件和一個(gè)高精度測(cè)溫元件，并與一個(gè)高性能 8 位單片機(jī)相連接。 F)，完全適用于本產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)與要求。前者包括溫度、濕度、二氧化碳、光照度等；后者包括土壤溫度、土壤含水量、土壤 PH 值。 功能特性： MCS51 指令系統(tǒng) 個(gè)雙向 I/O 口 個(gè) 16 位可編程定時(shí) /計(jì)數(shù)器 UART 串行中斷口線 個(gè)外部中斷源 （ WDT）電路 ISP 字節(jié)和分頁(yè)編程 可反復(fù)擦寫(xiě) (1000 次） ISP Flash ROM 工作電壓 033MHz 內(nèi)部 RAM 基于單片機(jī)的定時(shí)噴水控制系統(tǒng)控制電路設(shè)計(jì) 9 級(jí)加密位 綜合考慮，本次設(shè)計(jì)選用市場(chǎng)上比較普遍的單片機(jī) AT89S51來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，其內(nèi)部帶有 4KB的程序存儲(chǔ)器， 128字節(jié)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，足以滿足系統(tǒng)要求。 目前世界上最具實(shí)力的單片機(jī)開(kāi)發(fā)公司有 :美國(guó)的 Intel， ATMEL，荷蘭的 PhilipS，德國(guó)的 SiemenS等。按照花卉的需求開(kāi)啟和關(guān)閉灌溉系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)一般的控制。本系統(tǒng)采用傳統(tǒng)的閉環(huán)控制技術(shù)，系統(tǒng)控制原理邏輯框圖見(jiàn)圖 21 所示： 植 被 溫 濕 度 A T 8 9 S 5 1 處 理 數(shù) 據(jù) 電 磁 閥 開(kāi) 關(guān)數(shù) 據(jù) 顯 示外 界 因 素 圖 21 閉環(huán)控制邏輯原理框圖 現(xiàn)在農(nóng)業(yè)智能化灌溉正逐步成為解決頻繁出現(xiàn)的干旱問(wèn)題關(guān)鍵技術(shù)，在本系統(tǒng)中我們采用的滴灌控制、信息反饋、控制與一體的自動(dòng)化。 第五章介紹了智能灌溉系統(tǒng)的子系統(tǒng)的一些電路實(shí)現(xiàn)。硬件將通過(guò)調(diào)研對(duì)比分析，選用高性價(jià)比元件，采用一些成熟電路設(shè)計(jì)，達(dá)到提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性與精度，降低成本，提高市場(chǎng)竟?fàn)幜Φ哪繕?biāo)。設(shè)施的產(chǎn)業(yè)化程度的提高成為可能。該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)農(nóng)田水分實(shí)時(shí)檢測(cè)、數(shù)據(jù)的無(wú)線遠(yuǎn)程傳輸（鄭重， 2020 ）。在微灌自動(dòng)化控制方面，我國(guó)也己進(jìn)行了初步的研究，己研制和開(kāi)發(fā)的以計(jì)算機(jī)為核心的自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)裝置己在溫室微灌試驗(yàn)工程中得到應(yīng)用，且初見(jiàn)自動(dòng)化管理之成效。其中系列成本較低，是一種小型化自動(dòng)灌溉控制器，主要是面對(duì)家庭庭院和小面積的商業(yè)綠化場(chǎng)地的灌溉。 據(jù)美國(guó)自來(lái)水協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，通過(guò)安裝智能灌溉系統(tǒng)，美國(guó)人每年能夠節(jié)省大約 8520億升水，這些水每年都因過(guò)度澆溉而被浪費(fèi)，而智能灌溉系統(tǒng)可以幫助人們?yōu)橹参锾峁┖线m數(shù)量的水（丁寶瑩， 2020 ）。果園智能節(jié)水灌溉在世界各國(guó)的農(nóng)業(yè)中已經(jīng)占據(jù)了重要地位，尤其是近幾年連年出現(xiàn)的大旱天氣，使陜西科技大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)） 2 得實(shí)施智能節(jié)水灌溉任務(wù)變得重之又重，但是由于技術(shù)設(shè)備的研制開(kāi)發(fā)是一項(xiàng)長(zhǎng)期艱巨、復(fù)雜的任務(wù)，因此更尖端、更高效設(shè)備需要好幾代人的努力（李曉東， 2020 ）。 在這樣水資源嚴(yán)重短缺的情形下，目前我國(guó)大部分地區(qū)還仍然停留在人工監(jiān)測(cè)旱情，決定灌溉與否僅憑個(gè)人經(jīng)驗(yàn)，這樣就會(huì)造 成更嚴(yán)重水資源浪費(fèi)。 關(guān)鍵詞： 單片機(jī)，自動(dòng)灌溉， 溫濕度 ， LED II Microcontrollerbased Control Circuit Design for Timed Sprinkler Control System ABSTRACT This system mainly consists of four parts: data input, data display, data output, data processing. The data input portion of the function is to collect data into digital signal into the data processing section. Data display function is to collect data display. Data output portion of the function is to control the electromagic valve to external temperature and humidity regulator. The data processing part of the function is to collect in the data analysis, the output to output signals to control the output of the data. The function of this system is the collection of temperature and humidity and display, so as to control the electromagic valve to control the output, the outside temperature and humidity makes the outside temperature and humidity suitable for the growth of plants. KEY WORDS: Microcontroller, Automatic irrigation, Temperature and humidity III 目 錄 摘要 ..................................................................... I ABSTRACT ............................................................. II 1 引言 ................................................................... 1 課題研究背景 ...................................................... 1 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 .................................................... 1 發(fā)展趨勢(shì) .......................................................... 4 本論文的主要研究?jī)?nèi)容及章節(jié)安排 .................................... 4 2 智能灌溉系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和功能介紹 ........................................... 6 智能灌溉系統(tǒng)的原理 ................................................ 6 系統(tǒng)測(cè)控原理 ...................................... 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。數(shù)據(jù)輸入部分的功能是把要采集的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)傳入數(shù)據(jù)處理部分。 單片機(jī)的選擇 ...................................................... 7 傳感器的選擇 ...................................................... 9 顯示器的選擇 ..................................................... 10 4 智能灌溉系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) ................................................ 12 系統(tǒng)硬件的組成部分 ............................................... 12 主控制器 ......................................................... 12 地表溫濕度傳感器 ................................................. 15 電磁閥 ........................................................... 18 數(shù)碼管 ........................................................ 19 5 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) ....................................................... 20 控制輸出電路的設(shè)計(jì) ............................................... 20 電磁閥控制電路 ................................................... 21 報(bào)警電路設(shè)計(jì)