基于單片機的溫室自動灌溉系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

基于單片機的溫室自動灌溉系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn) 1 2020 年 4 月 19 日 文檔僅供參考 基于單片機的溫室自動灌溉系統(tǒng)設(shè)計 摘 要 中國設(shè)施農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉已成為農(nóng)業(yè)工程領(lǐng)域中重點關(guān)注的問題之一，由于國內(nèi)外的自動灌溉系統(tǒng)造價高、使用復(fù)雜而難以推廣，開發(fā)滿足當(dāng)前設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需求的灌溉控制系統(tǒng)具有重要意義。 本文設(shè)計了一種基于單片機的溫室自動灌溉系統(tǒng)，實現(xiàn)了作物根系 處土壤濕度的監(jiān)測與自動控制。該系統(tǒng)以 CC2430 單片機為核心，采用模塊化設(shè)計思路，主要包含微處理器模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、控制模塊、 電源供應(yīng)模塊及人機交互模塊。系統(tǒng)將周期采集的土壤濕度數(shù)據(jù)傳送到微處理器模塊，由決策算法對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析后做出是否灌溉的指令，在灌溉過程中由數(shù)據(jù)采集模塊持續(xù)監(jiān)測土壤濕度，并根據(jù)監(jiān)測結(jié)果，反饋控制灌溉設(shè)備的啟停，以此實現(xiàn)土壤濕度維持在預(yù)設(shè)范圍。系統(tǒng)采用人機交互模塊實現(xiàn)灌溉閾值的可配置，滿足不同設(shè)施作物種植的參數(shù)定制需求，同時提供實時土壤濕度查看和灌溉設(shè)備狀態(tài)管理功能。 初步試驗表明，系統(tǒng)把土壤濕度提高 30％所需的時間在 50～ 60min 之內(nèi)，控制誤差在 3％以內(nèi)，且運行穩(wěn)定，操作簡單，準(zhǔn)確性和快速性 指標(biāo)能滿足設(shè)施農(nóng)業(yè)灌溉要求。系統(tǒng)成本低、可維護(hù)性強，從而具有良好的推廣應(yīng)用前景。 關(guān)鍵詞：溫室自動灌溉；土壤濕度監(jiān)測；單片機 1 2020 年 4 月 19 日 目錄 1 緒論 ....................................................................................... 錯誤 ! 未定義書簽。 1.1 研究背景 ...................................................................... 1.2 研究現(xiàn)狀 ...................................................................... 1.3 研究目的 ...................................................................... 1.4 論文結(jié)構(gòu) ......................................................................  錯誤 ! 未定義書簽。 錯誤 ! 未定義書簽。 錯誤 ! 未定義書簽。 錯誤 ! 未定義書簽。 2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計及器件選型 .................................................... 錯誤 ! 未定義書簽。 2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計 .............................................................. 錯誤 ! 未定義書簽。 2.2 器件選型 ...................................................................... 錯誤 ! 未定義書簽。 2.2.1 微處理器選型 .................................................... 錯誤 ! 未定義書簽。 2.2.2 土壤濕度傳感器選型 ......................................... 2.2.3 LCD液晶顯示模塊選型 ......................................  錯誤 ! 未定義書簽。 錯誤 ! 未定義書簽。 2.3 本章小結(jié) ...................................................................... 錯誤 ! 未定義書簽。 3 硬件電路設(shè)計與實現(xiàn) ............................................................ 3.1 應(yīng)用軟件介紹 ..............................................................  錯誤 ! 未定義書簽。 錯誤 ! 未定義書簽。 3.2 微處理器模塊設(shè)計 ...................................................... 3.2.1 CC2430概述 .......................................................  錯誤 ! 未定義書簽。 錯誤 ! 未定義書簽。 3.2.2 CC2430外圍電路設(shè)計 ....................................... 錯誤 ! 未定義書簽。 3.2.3 微處理器復(fù)位及調(diào)試接口電路設(shè)計 ................. 錯誤 ! 未定義書簽。 3.3 數(shù)據(jù)采集模塊設(shè)計 ...................................................... 錯誤 ! 未定義書簽。 3.4 電源供應(yīng)模塊設(shè)計 ...................................................... 錯誤 ! 未定義書簽。 文檔僅供參考 3.5 控制模塊硬件設(shè)計 ...................................................... 3.6 人機交互模塊設(shè)計 ......................................................  錯誤 ! 未定義書簽。 錯誤 ! 未定義書簽。 3.6.1 顯示模塊原理圖設(shè)計 ......................................... 錯誤 ! 未定義書簽。 3.6.2 按鍵電路設(shè)計 .................................................... 錯誤 ! 未定義書簽。 3.7 PCB電路板制作 .......................................................... 錯誤 ! 未定義書簽。 3.7.1 繪制 PCB板 ........................................................ 錯誤 ! 未定義書簽。 3.8 系統(tǒng)實物制作 .............................................................. 錯誤 ! 未定義書簽。 3.9 本章小結(jié) ...................................................................... 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計 .......................................................................  錯誤 ! 未定義書簽。 錯誤 ! 未定義書簽。 4.1 應(yīng)用軟件介紹 .............................................................. 4.2 系統(tǒng)需求分析 .............................................................. 4.3 系統(tǒng)程序設(shè)計 ..............................................................  錯誤 ! 未定義書簽。 錯誤 ! 未定義書簽。 錯誤 ! 未定義書簽。 4.3.1 系統(tǒng)主程序設(shè)計 ................................................ 錯誤 ! 未定義書簽。 4.3.2 傳感器采集程序設(shè)計 ......................................... 錯誤 ! 未定義書簽。 4.3.3 顯示程序設(shè)計 .................................................... 錯誤 ! 未定義書簽。 4.4 灌溉模型設(shè)計 .............................................................. 錯誤 ! 未定義書簽。 4.5 系統(tǒng)應(yīng)用方案設(shè)計 ...................................................... 錯誤 ! 未定義書簽。 4.5.1 控制方式的選擇 ................................................ 4.5.2 工作方式的選擇 ................................................  錯誤 ! 未定義書簽。 錯誤 ! 未定義書簽。 4.6 本章小結(jié) 錯誤 ! 未定義書簽。 5 系統(tǒng)應(yīng)用驗證 27 5.1 驗證內(nèi)容 28 II 2020 年 4 月 19 日 文檔僅供參考 5.2 本章小結(jié) 28 6 總結(jié)與展望 29 6.1 總結(jié) 29 6.2 展望 29 參考文獻(xiàn) 30 致 謝 31 III 2020 年 4 月 19 日