【正文】 備的軟、硬件各個(gè)部分進(jìn)行了深入的研究。(2)針對(duì)土壤濕度難以用精確的數(shù)學(xué)模型描述的特點(diǎn)，采用模糊控聿4理論，對(duì)這一理論進(jìn)行了深入的研究，重點(diǎn)研究雙輸入單輸出的模糊控制方式。(4)上位機(jī)(PC機(jī))與下位機(jī)(AT89C51)之間可進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)通信。(6)當(dāng)土壤濕度值低于設(shè)定的最低值時(shí)，系統(tǒng)可自動(dòng)報(bào)警。正文土壤含水量是影響農(nóng)作物收成與水保的重要因素之一。 作為預(yù)測(cè)水源耗竭模式中的重要參量，土壤濕度在水文學(xué)中是很重要的。 土壤濕度的測(cè)量可用土壤含水量與土壤濕度位勢(shì)的測(cè)定來表示。 農(nóng)業(yè)學(xué)科非常關(guān)注土壤水分的測(cè)定。濕潤(rùn)層深度是決定灌水定額的主要參數(shù)之一，目前研究認(rèn)為計(jì)劃濕潤(rùn)層深度應(yīng)決定于根系密集層深度，并與土壤剖面水分的消失深度有關(guān)，它隨著生育期的改變，根系發(fā)育而異。土壤供水的土層深度與蔬菜根系在土壤中分布的深淺相適應(yīng)。6m范圍，屬于這類蔬菜的有油菜、大蔥、甘藍(lán)、大蒜、菜花、洋蔥、蘿h、菠菜、馬鈴薯、芹菜等。③根深系蔬菜有番茄、如菜豆、黃瓜、豌豆、茄子、甜椒、南瓜等。因?yàn)榇朔椒ê?jiǎn)單易行而且是直接測(cè)量，所以被用作其它方法參照的標(biāo)準(zhǔn)。 對(duì)于風(fēng)干（25℃）的礦物土壤，稱重土壤濕度通常少于2%，但隨著土壤水分達(dá)到飽和，其水含量會(huì)增到25%至60%。 通常，土壤濕度用體積表達(dá)。體積水含量θv可表達(dá)為： θv= .100% （）此處，為水體積，為土壤（土+氣+水）總體積。由于水與土壤體積的準(zhǔn)確測(cè)定存在困難，體積水含量通常間接測(cè)定。該關(guān)系如下： θv=θg ρb/ρ w （）ρb是干土壤體積密度，ρw是土壤水分密度。準(zhǔn)確反映單片機(jī)本質(zhì)的叫法應(yīng)是微控制器(microcontroller)。使用方便，價(jià)格低廉等特點(diǎn)，在各個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用和發(fā)展，目前已滲透到人們工作和生活的各個(gè)角落，幾乎無處不在。在嵌入式系統(tǒng)中，它是應(yīng)用最多的核心器件。目前世界上有很多單片枕卷4造公司，如美國(guó)的INTEL、ATMEL、MOTOROLA和ZILOG公司：德國(guó)的SIEMES公司；荷蘭的PHILIP公司等。除了INTEL公司外，PHILIP,ATMEL，ADM，SIEMES等公司紛紛推出了與MCS51系列兼容的單片機(jī)，其中ATMEL公司的89系列單片機(jī)也稱Flash單片機(jī)是以8031為核心構(gòu)成的，它和INTEL公司的MCS51系列單片機(jī)完全兼容，它不但繼承了MCS一51系列原有的功能，而且又?jǐn)U展了它的功能。使用方便是ATMEL公司89系列單片機(jī)被廣泛應(yīng)用的一個(gè)主要因素。其次是它可反復(fù)進(jìn)行系統(tǒng)試驗(yàn)。89系列單片機(jī)可分為標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)，低檔型號(hào)和高檔型號(hào)。型號(hào)電壓時(shí)鐘頻率HZFlash存儲(chǔ)器RAM降低EMI看門狗雙倍速P4口ISPIAPA/DEEPROMSTC89C52RC5V080M8K512√√√√√√無2K目前國(guó)內(nèi)外測(cè)定土壤水分的方法有多種，最常用的方法是使用土鉆法(SA亦稱烘干法)，即鉆取一定量的土，用烘箱烘干后再稱其純千177。間接測(cè)量土壤含水量可以用石膏電阻塊法、負(fù)壓法和中子儀法等。因?yàn)樗哂性S多優(yōu)點(diǎn)，如無核輻射，測(cè)量快速，并與土壤類型基本沒有關(guān)系。土壤水分的盈缺對(duì)作物生長(zhǎng)有著最宣接的影響，在適宜的濕度環(huán)境下，作物長(zhǎng)勢(shì)良好，所以土壤濕度傳感器的選用就要滿足可以使?jié)穸瓤刂圃谝欢ǖ姆秶鷥?nèi)，并能夠快速、準(zhǔn)確地測(cè)定農(nóng)田177。本系統(tǒng)的輸入信號(hào)是傳感器所測(cè)土壤水分信息，因此傳感器的選擇很重要，如選用的土壤濕度傳感器精度太高，則增加了成本，糖度太低，則難以保證把土壤濕度控制在需要的范圍內(nèi)，綜合考慮選用SS2802M 土壤水分傳感器。采用420mA工業(yè)通用接口，可直接接入各種顯示儀表，實(shí)現(xiàn)土壤水分監(jiān)測(cè)。土壤的各種理化性狀、地形的差異作用、氣候變化和人為的土壤管理措施對(duì)土壤水分狀況有不同的影響，地表特征與土壤水分狀況也存在著依次的相關(guān)性。傳感器采用世界先進(jìn)的最新FDR原理制作，其性能和精度可與TDR型和FD型土壤水分傳感器相媲美，并在可靠性與測(cè)量速度上具有更大的優(yōu)勢(shì)。其它需要監(jiān)測(cè)土壤水分的各種場(chǎng)合等。小巧化的體積設(shè)計(jì)，方便攜帶和安裝。以環(huán)氧樹脂密封膠灌封，可以直接埋入土壤中使用且不受腐蝕，保證較長(zhǎng)的使用壽命。420mA工業(yè)通用接口，使現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量更加靈活多變，可適應(yīng)多種場(chǎng)合。接口會(huì)引出三個(gè)接線座方便用戶接線。具體顏色與引腳定義如下表所示：本設(shè)備采集工業(yè)通用的電流420mA信號(hào)輸出的方式，下圖為典型的應(yīng)用接線示意圖。V+與V之間通常在本地接入電源。因輸出為是電流信號(hào)，故可以遠(yuǎn)距離信號(hào)傳輸。使用說明：土壤含水率：規(guī)定條件下測(cè)得的土壤中水的量，以土壤的烘前質(zhì)量與烘干質(zhì)量的差數(shù)對(duì)烘干質(zhì)量的百分率表示。實(shí)際使用時(shí)，當(dāng)土壤中的含水量超過24%時(shí)土壤已達(dá)到飽和且呈溢出水狀態(tài)，因此檢測(cè)含水量超過24%的值沒有實(shí)際意義。因此僅需要檢測(cè)低于飽和含水量24%的含水量就滿足灌溉和各種生產(chǎn)實(shí)際需要了。因輸出為模擬量，420mA分別對(duì)應(yīng)設(shè)定的滿量程。目前A／D轉(zhuǎn)換電路的種類繁多，但大量投放市場(chǎng)的單片集成或模塊A／D按其轉(zhuǎn)換原理主要分為逐次逼近式、雙積分式、量化反饋式和并行式A／D轉(zhuǎn)換器?？偟膩碇v逐次逼近式A／D轉(zhuǎn)換器的性價(jià)比最高，應(yīng)用最廣泛，國(guó)內(nèi)使用較多的芯片有ADC0808／0809,ADC0801ADC0805及ADC0816／0817和ADS74等．本系統(tǒng)選用中速、低廉的逐次逼近式ADC0809模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片。②量化誤差由A／D轉(zhuǎn)換器的有限分辨率面引起的誤差。④轉(zhuǎn)換速率指能夠重復(fù)進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的速疫，即每秒轉(zhuǎn)換的次數(shù)。藍(lán)底白字標(biāo)準(zhǔn)型16X2液晶顯示字符模塊（背光/藍(lán)屏）1602采用標(biāo)準(zhǔn)的16腳接口，其中:第1腳：VSS為地電源第2腳：VDD接5V正電源第3腳：V0為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地電源時(shí)對(duì)比度最高，對(duì)比度過高時(shí)會(huì)產(chǎn)生“鬼影”，使用時(shí)可以通過一個(gè)10K的電位器調(diào)整對(duì)比度第4腳：RS為寄存器選擇，高電平時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時(shí)選擇指令寄存器。當(dāng)RS和RW共同為低電平時(shí)可以寫入指令或者顯示地址，當(dāng)RS為低電平RW為高電平時(shí)可以讀忙信號(hào)，當(dāng)RS為高電平RW為低電平時(shí)可以寫入數(shù)據(jù)。第7～14腳：D0～D7為8位雙向數(shù)據(jù)線。報(bào)警裝置采用的是蜂鳴器以及二極管。C語言是書寫程序的一種軟件語言，它是計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)的重要工具。用C語言編程使編程簡(jiǎn)潔易懂，進(jìn)而進(jìn)行高質(zhì)量的設(shè)計(jì)，而且它不獨(dú)立于具體機(jī)器，是一種非常通用的高級(jí)程序設(shè)計(jì)語言，采用C語言編程，因此，在已經(jīng)有眾多高級(jí)語言和可視化集成開發(fā)環(huán)境工具的今天，C語言有著重要的有效的程序設(shè)計(jì)語言地位。MCS51單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)用于構(gòu)成振蕩器的高增益反向放大器，引腳XTALl和XTAL2分別是此放大電器的輸入端和輸出端，由于采用內(nèi)部方式時(shí)，電路簡(jiǎn)單，所得的時(shí)鐘信號(hào)比較穩(wěn)定，實(shí)際使用中常采用這種方式，如圖所示在其外接晶體振蕩器(簡(jiǎn)稱晶振)或陶瓷諧振器就構(gòu)成了內(nèi)部振蕩方式，片內(nèi)高增益反向放大器與作為反饋元件的片外石英晶體或陶瓷諧振器一起可構(gòu)成一個(gè)自激振蕩器并產(chǎn)生振蕩時(shí)鐘脈沖。為了初始化單片機(jī)內(nèi)部的某些特殊功能寄存器，必須采用復(fù)位的方式，復(fù)位后可使CPU及系統(tǒng)各部件處于確定的初始狀態(tài)，并從初始狀態(tài)開始正常工作。但如果RST引腳上持續(xù)為高電平，單片機(jī)就處于循環(huán)復(fù)位狀態(tài)。復(fù)位操作有兩種情況，即上電復(fù)位和手動(dòng)(開關(guān))復(fù)位。ADC0809是一種8位逐次逼近AD轉(zhuǎn)換器，內(nèi)部具有鎖存控制的8路模擬開關(guān)，外接8路模擬輸入端，可同時(shí)對(duì)8路O一5V的輸入模擬電壓信號(hào)分時(shí)進(jìn)行采集轉(zhuǎn)換，本系統(tǒng)只用到IN0輸入通道。1LSB，采用單一+5V供電，功耗為15mW，不必進(jìn)行零點(diǎn)和滿度調(diào)整。AD轉(zhuǎn)換器需外部控制啟動(dòng)轉(zhuǎn)換信號(hào)方能進(jìn)行轉(zhuǎn)換，這一啟動(dòng)轉(zhuǎn)換信號(hào)可由CPU提供，不同型號(hào)的A／D轉(zhuǎn)換器，對(duì)啟動(dòng)轉(zhuǎn)換信號(hào)的要求也不同，分脈沖啟動(dòng)和電平啟動(dòng)兩種，ADC0809采用脈沖啟動(dòng)轉(zhuǎn)換，只需給A／D轉(zhuǎn)換器的啟動(dòng)控制轉(zhuǎn)換的輸入引腳(START)上，加入正脈沖信號(hào)，即啟動(dòng)A／D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換開始后，轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)輸出端(EOC)信號(hào)變低，轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)，EOC返回高電平，以通知主機(jī)讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果的數(shù)字量，這個(gè)信號(hào)可以作為A／D轉(zhuǎn)換器的狀態(tài)信號(hào)供查詢，也可以用作中斷請(qǐng)求信號(hào)。如圖連接方式，ADC0809的8位數(shù)據(jù)輸出引腳可直接與數(shù)據(jù)總線相連，地址譯碼引腳A、B、C分別接地，以選通IN0通道。作為片選信號(hào)，在啟動(dòng)AID轉(zhuǎn)換時(shí)，由單片機(jī)的寫信號(hào)WR和P：。由于ALE與START連在一起，因此ADC0809在鎖存通道地址的同時(shí)也啟動(dòng)轉(zhuǎn)換，在讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果時(shí)，用單片機(jī)的讀信號(hào)RD和P。 LCD液晶顯示該系統(tǒng)采用1602液晶顯示，數(shù)據(jù)口接單片機(jī)P0口，和AD0809公用數(shù)據(jù)口，LCD顯示簡(jiǎn)單，電路接線也簡(jiǎn)單，價(jià)格也便宜。報(bào)警設(shè)備選用壓電式蜂鳴器，它約需要10mA的驅(qū)動(dòng)電流，只需在其兩條引線上加3一15v的直流電壓，即可產(chǎn)生3KHz左右的蜂鳴聲音，圖中蜂鳴器的一端接在高電平+5V，另一端接P1．7，在初態(tài)P1．7始終輸出高電平1，當(dāng)需要報(bào)警時(shí)，程序?qū)ζ涠丝谇辶慵纯?，聲音的長(zhǎng)短可用延時(shí)程序控制實(shí)現(xiàn)。數(shù)據(jù)處理程序LCD顯示子程序,開關(guān)控制，蜂鳴器報(bào)警。加水期間，濕度值大于界限值，自動(dòng)停止?jié)菜?***************************************************************************//*includes*/ include include /*typedefs*/typedef unsigned char u8。/*繼電器底層控制函數(shù)*//*sbits*/sbit Pin_Relay = P1^3。} else {Relay_SetPin()。 //Button pin of BuzzePhone/*defines*/ define BuzzePhone_ResetPin() Pin_BuzzePhone = 0 define BuzzePhone_SetPin() Pin_BuzzePhone = 1/***************************************************************************** 函數(shù)名稱: BuzzePhone_DelayOneMillisecond(void) * 功能書名： 蜂鳴器發(fā)聲延時(shí)函數(shù)，延時(shí)1個(gè)mS程序 *****************************************************************************/void BuzzePhone_DelayOneMillisecond(void){ unsigned char i, j。j = 239。}while(i)。} else {BuzzePhone_SetPin()。 unsigned char j,k。i Number。j 20。//蜂鳴器發(fā)聲音 for(k=0。k++){BuzzePhone_DelayOneMillisecond()。//蜂鳴器不發(fā)聲 for(k=0。k++){BuzzePhone_DelayOneMillisecond()。 //遞增按鍵sbit Key_Set = P1^0。 //遞減按鍵/***************************************************************************** 函數(shù)名稱: Check_ButtonState(void) * 功能說明： 檢測(cè)按鍵的狀態(tài),返回按鍵的狀態(tài)值 *****************************************************************************/unsigned char Check_ButtonState(void) { unsigned char ButtonFunctionValue。} else if(Key_Set == 0) {ButtonFunctionValue = 0x01。} else {ButtonFunctionValue = 0xff。 }/*LCD1602器驅(qū)動(dòng)函數(shù)*//*sbits*/sbit LCD1602_RS = P2^7。 //讀寫控制端口sbit LCD1602_EN = P2^5。 while(i){for(j = 0。 j++)。 //數(shù)據(jù)指令選擇，1表示數(shù)據(jù)，0表示指令 LCD1602_ResetEN()。//數(shù)據(jù)傳送到LCD數(shù)據(jù)輸入口 LCD1602_SetEN()。 LCD1602_ResetEN()。//數(shù)據(jù)傳送到LCD數(shù)據(jù)輸入口 LCD1602_SetEN()。//器件使能控制，1表示失能，0表示使能 }/