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智能节水喷灌系统
摘要：智能节水喷灌技术能力的高低代表了农业现代化的水平。本设计就这课题探讨了由单片机控制的智能节水喷灌系统。本系统将单片机AT89C51作为主要控制部分，其次主要是由输入模块，输出模块，显示模块，报警模块等组成。该系统的主要功能如下：土壤湿度传感器把监测地泥土湿度传输至单片机上，单片机把传感器传输到地湿度显示至LED显示器上同时计算。假如要灌溉，那系统就会开启报警，发出指令，通过放大设备，开启电磁阀开始灌水，假如不要灌水，就不灌水。本系统操作简便，可靠性较高，相信会有广阔的开发前景。
关键词：节水喷灌；单片机控制；智能化
 
Intelligent water-saving irrigation system
Abstract：The level of water-saving irrigation technology in the intelligent level that the agricultural and of modernization situation. This paper has discussed the intelligent water-saving irrigation control system. This is a system uses AT89C51 microcontroller as the core control part, secondly is mainly composed of input module,and output module. The main functions of the system are as follows: the soil moisture sensor to detect soil moisture is sent to the MCU, MCU the sensor detects the humidity display to the LED display at the same time calculation. If the need for irrigation,and the system will open the alarm signal by amplifying device, the electromagnetic valve is started if you do not need to start irrigation, irrigation, no irrigation. This system is easy to operate, high reliability, I believe there will be broad prospects of development.                                               
     Keywords:Water saving irrigation;Microcontroller to control;Intelligent

目  录

第一章  绪论 1

1.1  智能节水灌溉系统课题背景及意义 1

1.1.1 智能节水灌溉系统的研究背景 1

1.1.2 智能节水灌溉系统研究意义 1

1.1.3 智能节水灌溉系统国内外研究现状 2

1.2  智能节水灌溉系统课题研究的内容 3

第二章  智能节水灌溉系统的总体设计 3

2.1  微灌技术简介 3

2.1.1 微灌的定义 3

2.1.2 组成 3

2.2  泥土含水量的相关介绍 4

2.2.1 泥土含水量 4

2.2.2 泥土含水量的测量方法 4

2.3  智能节水灌溉系统的设计思路 4

2.4  智能节水灌溉系统的设计体系 4

2.5  智能节水灌溉系统的设计流程 5

2.6  主要电路元器件的选取 5

2.6.1 单片机的选取 5

2.6.2 土壤传感器的选取 6

第三章  智能节水灌溉系统的硬件设计 7

3.1  硬件设计综述 7

3.2  最小系统电路 8

3.3  报警电路 11

3.4  显示电路 12

3.5  按键电路 14

3.6  输入电路 14

3.7  输出电路 15

第四章  智能节水灌溉系统的软件设计 15

4.1  系统主程序设计 15

4.2  显示程序 18

4.3  按键程序 20

4.4  输出控制程序 22

第五章  调试 24

5.1  硬件调试 24

5.2  软件调试 25

5.3  整体调试 25

第六章  总结 25

致谢 27

参考文献： 28

附录： 29

第一章  绪论

1.1  智能节水灌溉系统课题背景及意义

1.1.1 智能节水灌溉系统的研究背景

生命的起源，水是必不可少的一个条件，若是没了水，那在地球上，生命就会枯竭。

21世纪，世界面临者能源危机。更可怕的是，生命之源的水也短缺到了不可思议的程度，而这种状况还会随时间的推移及社会的发展而继续的恶化下去。水能源的危机已经变成全球性问题，愈来愈受国际社会的重视和关注。有专家曾预言，假如不重视节约水资源，恐怕地球上剩下的最后一滴水就将会是人们的眼泪。现在运用现有的科技手法缓解这个危机，将会是人类主要出路。

目前，占世界人口总量40%的80多个国家在缺水，其中则有26个国家是严重缺水的。而在我国有2.8万亿立方的水能源，在全球排第6位，但是平均分配的水能源却不足全球水能源的1/4，仅是排在全球人口平均占有水能源的第109位，是全世界平均占有的水能源最困难的国家之一。

当前，我国每一年的缺少的水将近有四百多亿立方，此中农业的缺少的水大概是三百多亿立方。我们用水的大户依然是使用在农业上，占到75%，但是用在农业的水的90%则是于灌溉，所以节约水资源就先要从农业上下手。传统灌溉形式，灌溉的定额偏高，全国平均每一亩地的实际上的灌水量约有450—500立方，超出了实际的需水量的近1倍，而有的地区甚至高达2倍以上。

按照统计：在当下我国的农业用水的利用率只有约40%，水份的生产率却不到1.0千克每立方。如此，发展节水灌溉，在不去增长农业的用水的总量的前提之下，满足灌溉的需求，同时又能够把节省出来的水用在城市的生活、工业的出产和生态的用水上，把水能源的可持续使用促进了经济社会的发展。

在灌溉系统中，合理地去推行智能化的灌溉控制技术，不单能升高水能源的利用率，减缓了水能源的日益告急的情况，还能升高农作物地产量，下降农产品生产的成本，为我国农业发展提供技术保障。

1.1.2 智能节水灌溉系统研究意义

目前国内的含有灌溉水与雨雪水在里面的农田的使用的效能是比较低的，单方水地出产粮食的实力大概是0.84千克。但是以色列却是经到达了3.02千克，一些国家大多数上都是在3千克以上，差异十分大。为增加农业用水水的使用率，让单方水在食粮出产的实力上得到提升，为保障21世纪中国地16亿人口的食粮安全，倚仗传统注水地方式是达不到要求的，务必要从科学手段入手，在经管上使足功夫，把以前的哪种“浇地”变成成为“浇植物”地思想理念。达到作物需要多少的水量，灌溉系统就能够及时地而且又准确得供给多少水量。如果要达到这个目标，就必须要发展先进的科学的灌溉技术，使得灌溉过程能达到智能化水平才是有可能的。是以达到灌溉体系地智能化，让节约水、题升农业用水的使用率和对国内地食粮地安全也将会达到十分重要地作用。

1.1.3 智能节水灌溉系统国内外研究现状

西方的少数先进地国家，比如说美国、以色列等，通过先进的电子技术、计算机与掌控技术，对于节水灌溉接触得较早，并且也日益老练。这些国家从当初的水能源控制，在至了之后地机械与电子地混合控制，然后至当下地计算机控制与神经网络控制等，控制地精度与智能化地水平也是愈来愈高了，可靠性也是愈来愈好了，操作也是愈来愈简单了。

1984年的美国，Benami跟Offen公司已经研发出了节水灌溉控制器，他是运用监测泥土中的水份来确定要不要开启阀门。Phene与Howell他们分别在灌溉体系地控制中运用了土壤湿度传感器，可以经过土壤传感器把检测的湿度输送给系统，依据湿度传感器所的到的数据确定要不要注水，让作物根部维持一特定地湿度。

我国地国内从20世纪70年代起始就十分看中灌溉装备地发明与研制，但是引进比较多，去独立发明的并有所成功地成果却是相当少的。灌溉智能控制技术是在“九.五”期间才得到真正的入手研制，进行演示。当前国内在智能灌溉系统的方面仍是处在研制与试用层次，能够现实投入使用的，而且使用普遍的灌溉系统暂时不多见。

节水农业是把节约用水、升高农业的用水效率来作为中心的农业，是农业现代化重要的内涵。它的中心思想是在有限水资源的条件下，运用先进的科学技术和适当的农业技术以及管理用水等多方面技术的举措，充分得升高农业用水利用效率率以及水生产的效率，保证农业的持续稳定发展。面临世界贸易组织地严峻挑战，节水农业就更该赋予它新的含义，它的含义应该增添为产量高、效率高、节约水资源、优良农业。

智能节水灌溉技术是发展节水农业的基础工作，选择合适的技能有利于节水农业的生长；研制开发智能节水灌溉技术，是有利于升高农业节水的效益的。于是，我们很有必要对现在的智能节水灌溉技能和节水的程度还有技能的融合性，发展地情况和发生地问题做出认真地剖析，为能真是地实现升高农业的用水效率以及水生产的效率打好根基。

结合我国各个地区的特点，以为适合每个地方推广运行的农业节水技能主导有：渠道防渗技能、农业节水配套技能、雨水运用技能、地面注水技能、劣质水运用技能、低压管道输水技能等技能。

1.2  智能节水灌溉系统课题研究的内容

本论文主要研究了单片机控制的智能节水灌溉系统，分别针对土壤的湿度与灌水量

之间的联系、智能节水灌溉技术和系统的软件、硬件的各个部分进行了探讨。

主要内容如下：

1．按照滴灌技能的特性，实行智能节水灌溉系统地总体开发和设计。

2．数码管显示泥土地湿度值，在系统灌溉期间，剩下地灌溉时间是是倒计时的形式来显示的。

3．在泥土湿度值比所设定的最低值还要低的时候，系统就会自行报警。

4．经过滴灌试验探索了灌溉地水量、灌溉地时间以及泥土的湿度之间的联系。

参考文献：
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