基于单片机的农业自动灌溉控制器.doc

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1、基于单片机农业灌溉控制器基于单片机的农业自动灌溉控制器摘要：现有农业灌溉方式效率偏低。本设计意在实现一种高效节水的灌溉控制器。农业自动灌溉控制器采用单片机控制技术，实现田间土壤温湿度采集和灌溉阀门开关控制。该控制器具有自动和手动两种工作方式。自动模式时，单片机实时判断土壤温湿度状况，结合设定阈值，自动打开和关闭阀门；手动时，操作员可以现场或使用手机短信远程完成阀门启闭。实验表明,本设计方案可行性高，使用该控制器可以方便的控制田间农产品灌溉，提高灌溉效率。关键词：灌溉控制器、单片机、传感器、自动灌溉、远程遥控正文1引言我国是一个干旱缺水严重的国家。淡水资源总量

2、为28000亿立方米，占全球水资源的6％，仅次于巴西、俄罗斯和加拿大，居世界第四位，但人均只有2300立方米，仅为世界平均水平的1／4、美国的1／5，在世界上名列121位，是全球13个人均水资源最贫乏的国家之一。扣除难以利用的洪水泾流和散布在偏远地区的地下水资源后，我国现实可利用的淡水资源量则更少，仅为11000亿立方米左右，人均可利用水资源量约为900立方米，并且其分布极不均衡。水利部预测，2030年中国人口将达到16亿，届时人均水资源量仅有1750立方米。在充分考虑节水情况下，预计用水总量为7000亿至8000亿立方米，要求供水能力比现在增长1300亿至

3、2300亿立方米，全国实际可利用水资源量接近合理利用水量上限，水资源开发难度极大。这样、节约用水就成了重中之重！我国“十二五”规划也将“节水灌溉”项目作为重点工程进行推进，同时也提供大量的财政方面的政策支持。共37页第37页基于单片机农业灌溉控制器纵观现有农业灌溉技术，总体上还是处于比较落后的局面，特别是在一些偏远山区，对于一些大面积的作物灌溉时，需要投入大量的人力、物理和财力，这不仅浪费有限的资源，更是增加的生产成本。而灌溉方式的相对落后更是加重了我国资源水平的负担。目前我国多数采用人工灌溉和定时灌溉。人工灌溉就是通过人对作物的需水观察判断，靠人工来控制阀

4、门的开关，实现实时灌溉。这种方式虽然能够大概的满足作物生长的需水量，但是却大量消耗人力，和大量浪费水资源；而对于定时自动灌溉，虽然解决了人力的问题，但是却不能更加灵活的控制，针对性较差，不能准确的根据作物的实际需水状况进行灌溉，仍然会造成水资源的浪费。所以人们期待能够有一种更加灵活方便的灌溉设施，既可以解决人力问题，又可以更加灵活的根据作物实际需水量，针对性的实施灌溉。而如果利用嵌入式技术、传感器技术以及无线传输技术并将这些技术合理的结合，设计一款灌溉控制器的话，就可以真正的实现方便灵活准确的控制灌溉的功能。下面，将会对笔者设计的农业灌溉控制器进行详细介绍。

5、2自动灌溉控制器概括2.1工作功能本自动灌溉控制器采用单片机控制技术，通过接收数字式传感器数据、计算处理和控制阀门开关来实现自动控制灌溉功能外，还可以通过手机对其进行远程设置土壤湿度灌溉阙值、每次灌溉时间以及控制阀门的开关。其工作示意图如下图所示。图2-1农业灌溉控制系统工作原理2.2模块组成本自动灌溉控制器的模块组成包括3大部分：单片机控制器、传感器通讯模块、GSM无线通讯模块。共37页第37页基于单片机农业灌溉控制器具体内容，后面章节将会进行详细介绍，这里不进行赘述。2.3操作方法本自动灌溉控制器默认设置下，开机进入到数据监测工作状态。在数据监测工作状态

6、下，本灌溉控制器可以接收到用户的口令，进行阀门开关控制，如果此时是自动灌溉模式，自动灌溉控制器还可以根据土壤水分实际值和土壤水分灌溉阙值进行对比，自动的控制阀门开关。用户可以通过手动操作本灌溉控制器，设置相关参数和数据，具体设置方法如下。在数据监测工作状态下，按下菜单键，可以进入系统设置菜单中，进行系统设置。系统设置的方法一般为选中要设置的项目后，按下确认键，进入到设置当中，设置完毕后按下菜单键可以返回。用户可以通过手机等移动终端遥控本管概控制器进行相关菜蔬和数据设置。具体方法请参见5.3节无线通讯自定义协议中的内容，这里不进行赘述。3土壤温度传感器和湿度传

7、感器土壤温度和湿度传感器是2种数字传感器。两种传感器将检测到的土壤水分和土壤温度数字量封装成一个固定的通讯协议，并通过RS485将数据发送给接收设备。下面，将对土壤温度传感器和土壤水分传感器进行详细的介绍。3.1土壤温度传感器3.1.1土壤温度传感器地址每一个土壤温度传感器都有一个标志传感器类型的代号和标志本身身份标识的地址，土壤温度传感器的类型代号是其地址码低4位二进制数。例如：1号土壤温度传感器的地址是0x0B,2号土壤温度传感器的地址是0x1B,3号土壤温度传感器的地址是0x2B……16号土壤温度传感器的地址是0xFB如上所示，一台设备上可以识别的最多

8、的土壤温度传感器的数量是16个。共37页第37页基于