《基于AT89C51单片机的农田节水灌溉系统设计》9600字.doc

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基于AT89C51单片机的农田节水灌溉系统设计

摘要

现如今，中国作为一个农业大国，农业依旧是经济发展中不可忽视的一部分，农田环境的节水灌溉也在农业中尤为重要。传统的农田灌溉系统通常采用两种方式进行灌溉，一个是农田面积较小时，采用人力的方式进行浇水；另一个是农田面积较大，通过大范围的机械式灌溉进行无差别的浇水，这样做不仅会影响到土壤湿润的地区，也会浪费有限的水资源，因此本文设计一款节水灌溉系统，实现自动化的农田节水灌溉。

本设计以AT89C51单片机为核心，由DHT11温度和湿度感应装置、LCD1602液晶显示器及继电器操控水阀构成系统整体方案，实现农田节水的功能设计。DHT11温度、湿度感应装置所需传输耗能低，通过多个温度、湿度感应装置的覆盖，可以实现多个节点温湿度的监测，即节省了成本，同时监测系统也更加稳定。本系统的设计主要分为硬件部分与软件部分，其中硬件部分主要包括温度和湿度检测模块、数据显示模块、A/D转换模块、蜂鸣器警报模块、按键操控模块、水量控制模块等，并针对硬件版块进行软件设计。在完成硬件与软件设计的基础上进行了仿真，能够实现节水灌溉的功能。本系统具有成本低、功耗低、电路简单等特点，对农业生产的节水灌溉具有重要意义。

关键词：AT89C51；温度、湿度感应装置；节能灌溉；ADC0832

目录

TOC\o1-3\h\u13558一、绪论 1

13021.1课题背景与意义 1

263141.2国内外现状 1

271051.3主要研究内容与章节安排 2

19641二、系统总体方案设计 4

291332.1节水灌溉系统功能与结构 4

91952.1.1节水灌溉系统功能 4

191882.1.2节水灌溉系统结构 4

310692.2微处理器模块选择 4

124152.3本章小结 5

32052三、系统硬件部分设计 6

218133.1微处理器模块 6

55043.1.1时钟电路模块 6

132243.1.2复位电路模块 7

215753.2液晶显示模块 7

308703.3A/D转换模块 9

212073.4温湿度传感模块 9

85653.5继电器模块 11

175803.6蜂鸣器警报模块 11

307903.7按键操控模块 12

262163.8本章小结 13

7974四、系统软件部分设计 14

209134.1软件工具介绍 14

125934.2主程序流程设计 14

176574.3显示模块流程设计 15

275744.4温度传感模块流程设计 16

98444.5本章小结 17

10698五、系统仿真与结果分析 18

9685.1仿真软件 18

35185.2仿真系统调试 18

7230结论 21

20232参考文献 22

一、绪论

1.1课题背景与意义

节水灌溉是指尽可能少的灌溉水量来满足农作物对水的需求量，为了获取农田种植的最大收益，使用现代最有效率的灌溉科技进行农业灌溉，使用少量的灌溉用水量以期望创造最大的收益，产生充足的产量。这种灌溉技术与以往灌溉方法相比具有更多的优点，可以结合当前科技成果和研究结果，依据各地区的特征、国民生产水平，实现多种适宜、可供选择的节水灌溉方法[1]。

现代节水灌溉技术为攻克国内农产品种植方面水源紧缺的难题提供了支持，在增加农产品种植使用水资源效率、农产品增加产量以及农产品生长环境的改善等领域体现出主要的影响，灌溉方式大致分为三类，具体为滴水灌溉、喷水灌溉、地面灌溉[2]。

农田进行灌溉期间，需要人工进行判断农田环境的温度与湿度，有线传输的方式不仅所需空间大，还需耗费较多的人力物力。农田灌溉所需要的数据是多个节点的，这就造成了数据传输线路的布局复杂程度大大增加。同时，农田这类小生态系统当中，电缆的连接特别容易遭到损坏或者断线，会极大的影响数据采集的准确性[3]。目前，针对农田环境温湿度检测与控制系统两方面之间存在的不足，拟采用感应装置操控水阀来实现数据的采集与判断。本系统基于AT89C51单片机为核心，采用环境的温度、湿度检测的DHT11传感器，大量减少了布线的难度，使数据采集传输更加准确方便，采用继电器来模拟水阀的开关，采用软测量方法实现试验数据的检测，提高了系统的灵活性。本文通过对感应装置版块的讨论，重点研究了感应装置节点设备在农田环境温湿度检测以及自动节水灌溉操控系统的研究。

1.2国内外现状

现阶段，我国节水灌溉方面的应用比发达国家还差很多，仍是传统的人工灌溉技术，甚至智能农业灌溉技术或智能控制系统都是处于小规模的。我国