【正文】 是以節(jié)約用水、提高農業(yè)用水效率為核心的農業(yè)，是現(xiàn)代化農業(yè)的重要內涵。灌區(qū)灌水自動控制技術在“九五”期間才真正開始研制，進行示范。加拿大、澳大利亞和韓國等國家和地區(qū)都有發(fā)開成功并形成系列的灌溉控制器產品，其中比較有代表性的如澳大利亞的HARDIE IRRGATION公司的灌溉控制器，已形成了MICROMASTER、RAINJET等多個系列，幾十種型號的產品。在美國，早在1984年，Benami和Offen公司就開發(fā)了一套節(jié)水灌溉控制器，通過監(jiān)測土壤水分來確定是否打開灌水閥門。 國內外灌溉智能控制技術研究現(xiàn)狀 國外研究現(xiàn)狀一些西方先進國家，如美國、以色列和加拿大等，運用先進的電子技術、計算機和控制技術，在節(jié)水灌溉技術方面起步較早，并日趨成熟。如果采用先進的灌溉技術，將我國的灌水利用率提高到60％～70％，則在目前情況下每年可節(jié)約灌溉用水O．10～O．15萬億m 3m1。與一些發(fā)達國家相比，我國農業(yè)的用水效率還是相當?shù)偷模喔人Y源的浪費情況相當嚴重，節(jié)水的潛力十分巨大。我國用水大戶仍然是農業(yè)用水，約占70％，而農業(yè)用水的90％是灌溉用水，因此節(jié)水首先要在農業(yè)節(jié)水上做文章。我國有2．8萬億m3的水資源總量，全世界排第6位，但人均水資源不足世界水1資源的1／4，排在世界人均占有水資源量的第109位，是世界上人均占有水資源最貧乏的13個國家之一。在灌溉系統(tǒng)中，合理地推廣智能化控制，不僅可以提高水資源的利用率，緩解水資源日趨緊張矛盾，還可以提高農作物的產量，降低農產品的生產成本，為我國農業(yè)的發(fā)展提供技術保障是十分必要的。但由于受我國經濟發(fā)展水平及科研體制的限制，我國的節(jié)水灌溉技術與發(fā)達國家還有很大的差距。另外一方面農業(yè)用水浪費又十分嚴重，就全國范圍而言，水資源的利用率僅為45%，而水資源利用率高的國家已達70%~80%，由于農業(yè)灌溉用水的利用率低下，因此，提高節(jié)水灌溉的利用率，對于解決我國農業(yè)灌溉用水，緩解水資源的緊缺非常重要。雖然水資源的總量居世界第6位，但人均占有量只有2500m179。MCU(Microcontroller Unit)。software selection of the C programming system has the following functions:MCU can be detected in soil moisture soil moisture sensor and automatic control of irrigation systems,and also shows the current soil system is flexible,easy operation,high reliability,there will be more broad prospects of development.Keywords: Watersaving irrigation。該系統(tǒng)靈活性強，易于操作，可靠性高，將會有更廣闊的開發(fā)前景。單片機控制部分采用AT89C51單片機為核心，主要由土壤濕度傳感器，AD轉換器，顯示電路，輸出控制電路，故障報警電路等組成；軟件選用C語言編程。LANZHOU UNIVERSITY OF TECHNOLOGY畢業(yè)設計題 目 節(jié)水灌溉智能控制系統(tǒng)設計 學生姓名 趙 勝 學 號 08220301 專業(yè)班級 自動化（3）班 指導教師 成娟娟 學 院 電信工程學院 答辯日期 91 蘭州理工大學畢業(yè)設計(論文)摘 要節(jié)水灌溉智能控制技術的高低代表著農業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展狀況，灌溉系統(tǒng)智能化水平較低是制約我國高效農業(yè)發(fā)展的主要原因。本文就此問題研究了單片機控制的節(jié)水灌溉系統(tǒng)，該系統(tǒng)對土壤的濕度進行監(jiān)控，并按照作物對土壤濕度的要求進行適時、適量灌水，其核心是單片機通過采用PID算法對土壤濕度的控制部分，主要對灌溉控制技術及系統(tǒng)的硬件、軟件編程各個部分進行了深入的研究。系統(tǒng)主要具有以下功能：單片機可根據土壤濕度傳感器檢測到的土壤濕度，自動控制灌溉系統(tǒng)，并且同時顯示出當前土壤的濕度值。關鍵詞：節(jié)水灌溉；濕度傳感器；單片機 ；自動控制AbstractThe level of autocontrol watersaving irrigation technology reflects the development condition of agriculture modernization．The low automatic level of irrigation system is the main reason that prevented our agriculture’s development．As to this condition，this paper mainly studies the drip watersaving irrigation system that controlled by MCU(Micro—controller Unit)．This system call supervise and control moisture of different soil．It can irrigate to different farm corps with the right amount of water at the well time．The control part that consists of MCU and PC (personal puter) is its core． Research work hand been carried Oil to the relationship between soil moisture and water, irrigate control technology, hardware and software program and so adopts the top and bottom form to realize the control function of drip irrigation system．Based onAT89C5lMCU,the bottom hardware system mainly consists of soil moisture sensor, Signal transfer circuit，monitor display circuit，out port control circuit，malfunction display circuit and the procedure programmed with C language Part of SCM AT89C51 miscrocontroller as the core, mainly by the soil moisture sensors,AD converter, display circuit,the output confrol circuit,the fault alam circuit and other ponents。Humidity sensors。Automatic control目 錄Abstract 2 目 錄 3 第一章 緒論 5 研究的背景 5 節(jié)水灌溉智能系統(tǒng)的研究背景 5 農業(yè)高效節(jié)水的必要性 5 國內外灌溉智能控制技術研究現(xiàn)狀 6 國外研究現(xiàn)狀 6 國內研究現(xiàn)狀 6 滴灌技術 7 滴灌系統(tǒng)的分類 7 滴灌系統(tǒng)的組成 7 微噴與滴灌的使用 8 滴灌技術的特點 9 課題研究的目的和意義 9 課題研究內容 10 第二章 系統(tǒng)方案設計 12 研究方案的選擇 12 專家系統(tǒng) 12 微機測控技術 13 節(jié)水灌溉自動控制系統(tǒng)的原理 14 系統(tǒng)總體設計 15 第三章 硬件設計 16 系統(tǒng)硬件介紹 16 硬件選型及介紹 16 土壤濕度傳感器 16 AT89C51單片機 23 8155芯片 32 硬件各部分設計 34 單片機主機控制電路 34 并行I／O口的擴展 36 數(shù)據采集處理電路 36 LED顯示電路 37 控制電路部分 38 報警電路 39 第四章 系統(tǒng)軟件設計 40 主程序 40 主程序流程圖 40 主程序（見附錄） 40 PID算法 41 積分分離法 41 流程圖 42 程序（見附錄） 42 顯示部分 42 數(shù)碼管顯示方法 42 流程圖 43 顯示子程序（見附錄） 43 鍵盤 44 鍵盤的按鍵功能 44 鍵盤子程序流程圖 44 鍵盤子程序（見附錄） 44 濕度采集 44 濕度采集程序（見附錄） 45 控制程序 45 子程序（見附錄） 45 設計總結 46 參考文獻 47 外文文獻翻譯 48 致謝 65 附錄 66 第一章 緒論 研究的背景 節(jié)水灌溉智能系統(tǒng)的研究背景水資源是人類賴以生存的基礎性資源，我國一方面水資源十分緊缺。約為世界人均水量的1/4，屬于全球貧水國家之一。我國的節(jié)水灌溉技術，在經過近幾十年的快速發(fā)展，在總結相關成果的基礎上，初步形成了其技術體系，在某些方面已經達到或接近國際先進水平。隨著我國水資源供需矛盾日益尖銳，農業(yè)用水分配額減少的問題勢必日益突出，同時為了緩解我國水資源短缺對我國農業(yè)發(fā)展的壓力，如何快速發(fā)展我國的節(jié)水灌溉技術及其配套設備，從而緩解我國農業(yè)用水壓力已經成為一個不容忽視的嚴峻問題。 農業(yè)高效節(jié)水的必要性當前，占世界人口總量40％的80個國家缺水，其中26個國家嚴重缺水。目前，我國每年缺水量近400億m3，其中農業(yè)缺水約300億m3。采用傳統(tǒng)的灌溉模式，灌溉定額普遍偏高，全國平均每畝實際灌水量達到450500 m3，超過實際需水量的1倍左右，有的地區(qū)高達2倍以上。據統(tǒng)計：目前我國灌溉水利用率只有40％左右，水分生產率不足1．0 kg／m 3；而發(fā)達國家的灌溉水利用率可達80％～90％，水分生產率在2．0 kg／m 3以上。這樣，通過發(fā)展節(jié)水灌溉，在減少(最起碼不增加)農業(yè)用水總量的前提下，滿足灌溉需要，同時把節(jié)約出來的水量用于城市生活、工業(yè)生產和生態(tài)用水，以水資源的可持續(xù)利用促進經濟社會的可持續(xù)發(fā)展。這些國家從最早的水力控制、機械控制，到后來的機械電子混合協(xié)調模式控制，到當前應用廣泛的計算機控制、模糊控制和神經網絡控制等，控制精度和智能化程度越來越高，可靠性越來越好，操作也越來越簡單。Phene和Howell分別在灌溉系統(tǒng)的控制中使用了土壤濕度傳感器，通過土壤水分傳感器把濕度反饋給控制系統(tǒng)，根據傳感器獲得的數(shù)據決定是否灌溉，是作物根部總跟保持一定的濕度。 國內研究現(xiàn)狀國內自20世紀70年代以來就非常重視灌溉設備的研制，但引進較多，自主開發(fā)且有影響的成果較少。目前我國在灌溉控制系統(tǒng)方面還處于研制、試用階段，能實際投入應用，且應用廣泛的灌溉控制器還不多見。其核心是在有限的水資源條件下，通過采用先進的工程技術、適宜的農業(yè)技術和用水管理等綜合技術措施，充分提高農業(yè)用水利用率和水的生產效率及效益，保證農業(yè)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。節(jié)水灌溉技術是發(fā)展節(jié)水農業(yè)的基礎性工作，選擇適當?shù)募夹g有助于節(jié)水農業(yè)的發(fā)展；研究開發(fā)節(jié)水灌溉技術，有助于提高節(jié)水農業(yè)的效益。結合我國各地區(qū)特點，認為適宜各地區(qū)推廣應用的節(jié)水農業(yè)技術主要有，渠道防滲技術、低壓管道輸水技術、地面灌水技術、雨水利用技術、農業(yè)節(jié)水配套技術、劣質水利用技術及農業(yè)節(jié)水管理等技術。它沒有噴水或溝渠流水，只讓水慢慢滴出，并在重力和毛細管的作用下進入士壤。這是一種先進的灌溉方法。這是最常見的。所以，對于滴灌密植作物毛管和滴頭的用量很大，系統(tǒng)的設備投資較高。塑料管固定在一些支架上，通過某些設備移動管道支架。以上屬于機械移動式系統(tǒng)。 滴灌系統(tǒng)的組成　　滴灌系統(tǒng)主要由首部樞紐、管路和滴頭三部分組成 1．首部樞紐：包括水泵(及動力機)、化肥罐過濾器、控制與測量儀表等。 2．管路：包括干管、支管、毛管以及必要的調節(jié)設備(如壓力表、閘閥、流量調節(jié)器 等)。3．滴頭：其作用是使水流經過微小的孔道，形成能量損失，減小其壓力，使它以點滴 的方式滴人土壤中。軟管滴灌系統(tǒng)是近幾年發(fā)展起來的新型節(jié)水灌溉設施，加節(jié)水，而且施工簡單，易于操作，成本低，是目前蔬菜棚室中茄果類、甘藍類、瓜類、豆類蔬菜較理想的一種節(jié)水灌溉形式。軟管滴灌系統(tǒng)由水泵等供水裝置和輸水管道組成。微噴與滴灌對水源的要求是：水量充足，水質無污染。②供水裝置。自吸泵的選擇一般要根據一次性灌溉面積大小和灌溉類型確定。每667M2選用370550W單項自吸泵,流量最大達到1t/h。安裝時，把施肥罐的進出口分別并聯(lián)在自吸泵出水管的前端，并分別在施肥罐的進出水管的中端和所