基于传感器的土壤干湿度监测系统的设计7300字论文.docx

基于传感器的土壤干湿度监测系统的设计

摘要 1

1.绪论 1

1.1研究背景及意义 1

1.2研究现状与发展 2

1.3设计任务与要求 3

1.3.1设计任务 3

1.3.2设计的基本要求 3

2.系统总体方案设计 3

2.1器件选择 3

2.1.1单片机 3

2.1.2YL-69土壤湿度传感器 4

2.1.3LCD1602液晶显示屏 5

2.1.4BT05蓝牙模块 5

2.1.5A/D转换模块 6

2.1.6灌溉电机模块 7

2.2系统总体结构 7

3.系统硬件设计 8

3.1单片机主控制电路 9

3.2数据采集电路 11

3.3液晶显示电路 12

3.4模数转换电路 12

3.5灌溉电机电路 13

3.6蓝牙模块电路 14

4.系统软件设计 15

4.1系统主程序设计 15

4.2系统子程序设计 16

4.2.1土壤湿度采集模块 16

4.2.2LCD1显示模块 16

4.2.3模数转换模块 18

4.2.4按键模块 19

4.2.5蓝牙模块 20

5.系统功能测试 22

5.1系统测试内容 22

5.2功能测试 22

5.2.1LCD液晶显示屏测试 22

5.2.2灌溉测试 23

5.2.3蓝牙测试 24

6.总结 26

参考文献 26

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摘要

湿度是影响环境的重要因素之一。水分含量涉及微量元素挥发和土壤中昆虫数量，是有效耕作的必要条件，不同阶段对水分需求有区别，所以要时刻监测。随着现代农业向自动化、智能化方向发展，需要更多符合我国国情的农业节水灌溉技术和设备。本文提出了一种能实现土壤干湿度监测和自动灌溉设置的解决技术，该技术使用土壤湿度传感器对土壤含水量进行测量，收集数据，用STC89C52RC单片机对收集数据进行处理控制，自动进行灌溉。本文详细说明了系统硬件电路设计和软件程序设计，实现了土壤湿度的实时自动监测的功能，通过蓝牙APP实现远程控制。该系统适用于节水农业灌溉、温室大棚、草地牧场、土壤速测、植物培养、科学试验等领域。

关键词：STC89C52;土壤湿度传感器；蓝牙；A/D转换器；

1.绪论

1.1研究背景及意义

近几年来，中国大力发展高效特色农业，“节水农业”已成为农业生产效益好，可持续稳定发展的增长点[]。土壤水分影响农田气候，土壤含水量和持水量具有一定的灌溉参考价值。土壤水分监测对作物播种，产量预测和节约用水灌溉具有重要意义，是灌溉生产不可缺少的基础。

旱涝灾害问题是现今对农业生产生活是最大的威胁之一，亟待解决。制定相应的干旱应对措施是减少频繁，突发的旱涝灾害对农业生产的威胁以及对农作物生长的破坏。确保国家粮食安全是促进农业发展方式转变和农业可持续发展重要因素。因此，迫切需要对土壤墒情进行监测和预报。土壤水分信息采集和预测，是推进高效节水灌溉、科学用水和优化控制的基础支撑和重要环节。也是防旱抗

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旱重要保障。因此，设计一套节水，自动控制的灌溉系统，促进绿色环保十分必要。

1.2研究现状与发展

农业节约用水离不开合理的灌溉安排，准确获取土壤含水量信息是前提。准确，实时地监测土壤含水量是现代农村面临的重要课题。它对土壤水分的准确性，均匀性和波动性要求很高，并进行客观监测，还具有快速，简单方便，规范的条件。因此，土壤水分仪应运而生。

土壤水分测量经历了一个漫长的发展过程：

第一阶段：传统人工测量，不但耗费大量的人力物力，而且有效期性差。

第二阶段：各种机械式湿度纪录仪或检查仪，体积大，精度低，响应时间长。

第三阶段：采用聚合物湿敏电容器或湿敏电阻器作为湿度感应器，虽然测量精度提高，但测定电路复杂，这给计算机和通讯技术的应用带来了诸多不便。

随着科技的发展，现代电子计算机和通讯科技的应用，对新型水分检测原理的探究和新型土壤水分感应器设计，取得了巨大进步，各种高性能的土壤水分检测设备应运而生。

新阶段的土壤湿度检测仪可分为两种类型：固定式土壤湿度监测系统和手持式土壤湿度测量仪。固定式土壤墒情监测系统具有准确度高，功能齐全，检测范围广等优点，但其主要缺点是不能准确反映耕地的正常利用情况。手持式土壤水分仪克服了这一缺点，性价比高，便于农技和科学研究人员使用和推广，具有广阔的市场需求和广阔的应用前景。

除此之外，还有一种是利用NB-IoT技术。NB-IoT是IoT领域一个新兴的技术，它支