自動灌溉控制器的設計畢業論文(已修改)

　

【正文】 畢業設計(論文)課 題 名 稱 自動灌溉控制器的設計 邵陽學院畢業設計（論文）I摘 要近幾年來，隨著水資源的日趨緊張，世界各國都在積極探索行之有效的節水途徑和措施。自動灌溉技術是為了解決水資源不足，提高灌溉效率而發展起來的現代灌溉技術之一。本文設計了一個自動灌溉控制器，該系統以 AT89C51 單片機為控制核心，采用模塊化的設計方案，由濕度采集模塊、步進電機控制模塊、鍵盤接口模塊和顯示模塊組成。濕度采集模塊以探針式電容濕度傳感器為核心，步進電機控制電路模塊采用了達林頓驅動芯片 ULN2803，顯示電路模塊主要由 LCD12864 構成。在閉環（自動）模式下，該系統能自動對土壤的濕度進行檢測，當實際濕度低于警戒值時單片機自動啟動步進電機進行灌溉。在時間（手動）模式下，可通過鍵盤設置灌溉的時間，超過該時間，則停止灌溉。關鍵詞：AT89C51；探針式電容濕度傳感器；ULN2803 達林頓驅動；LCD12864 邵陽學院畢業設計（論文）IIABSTRACTIn recent years, along with the freshwater getting less, all countries in the world actively explore effective ways and measures to save water. Automatic irrigation technology is one of the modern irrigation technologies to deal with the water shortage, improving irrigation efficiency.This paper designs an automatic irrigation controller. The system use AT89C51 as control core, with modular design scheme. There are four modules: humidity acquisition module, the stepper motor control module, keyboard interface module and display module. Humidity acquisition module mainly uses probes type capacitor humidity sensors as the core。 stepping motor control circuit module uses the ULN2803 drive chip linton。 display circuit module mainly posed by LCD12864. In the loop (automatically) mode, this system can detect soil moisture. When actual humidity is lowwer than vigilance value, microcontroller automatic startup stepper motor to irrigat. In time (manual) mode, users can set the time through the the irrigation time is out, then stop the irrigation.Keywords: AT89C51； Probe type capacitor humidity sensors；ULN2803 da linton driver；LCD12864邵陽學院畢業設計（論文）目 錄摘 要 ..................................................................................................................IABSTRACT .....................................................................................................II第 1 章 緒論 .....................................................................................................1 引言 ....................................................................................................1 課題來源 ............................................................................................1 國內外現狀 ........................................................................................2第 2 章 方案設計與論證 .................................................................................4 總體方案論證 ....................................................................................4 鍵盤方案選取 ....................................................................................5 土壤濕度傳感器的選取 ....................................................................6第 3 章 系統硬件電路設計 .............................................................................9 AT89C51 單片機硬件電路 ................................................................9 濕度采集電路 ..................................................................................12 矩陣鍵盤電路設計 ..........................................................................14 LCD 液晶顯示電路 ..........................................................................15 步進電機驅動電路 ..........................................................................19第 4 章 系統軟件設計 ...................................................................................21 程序設計 ..........................................................................................21 主程序設計 ......................................................................................22 12864 LCD 顯示子程序設計 ...........................................................24 鍵盤子程序設計 .............................................................................28第 5 章 系統仿真 ...........................................................................................35 PROTUES 仿真軟件介紹 ................................................................35 仿真電路設計 ..................................................................................35 系統總體電路仿真 ...........................................................................36第 6 章 結束 語 ...............................................................................................41參考文獻 .........................................................................................................42致謝 .................................................................................................................43附錄Ⅰ源程序代碼 .........................................................................................44附錄Ⅱ 系統整體電路圖 ...............................................................................54邵陽學院畢業設計（論文）1第 1 章 緒論 引言隨著中國農業現代化進程的加快、農業結構的調整以及我國加入WTO等因素，農業灌溉自動化技術的要求越來越高，灌溉控制器在我國有著巨大的市場。節水灌溉控制器近期在中國應朝著價格低、性能可靠、操作簡便的方向發展。但從長遠利益考慮，新的智能化技術、傳感技術和農業科技的引入、應用和普及，將會有智能化程度更高、功能更強、性能更穩定可靠的灌溉控制器出現。本設計以AT89C51單片機為主要硬件模塊，通過軟件編程實現對土壤濕度進行多點檢測，當所測的實際濕度低于警戒值時，將觸發灌溉控制器裝置。系統還可以實現時間控制方式，隨時灌溉，從而也體現了多用途、人性化的現代智能化系統設計要求。根據本設計的功能要求，可確定此方案：以 AT89C51 單片機為控制電路的核心，采用模塊化的設計方案。在閉環控制方式下，利用濕度采集模塊將多處不同地點檢測到的濕度模擬量進行模數轉化后傳送給單片機，單片機將采集到的數據與警戒值比較；若采集數據低于警戒值，則啟動步進電機驅動模塊進行灌溉；若采集數據高于警戒值，則不啟動驅動模塊進行灌溉。顯示模塊將采集數據和灌溉信息顯示在顯示屏上。灌溉時間一到，驅動電路則停止驅動步進電機，灌溉停止。在時間控制方式下，用戶通過鍵盤輸入進行灌溉的時間，時間一到，灌溉停止。 課題來源經過多年的發展，國外灌溉控制器已逐步趨于成熟、系列化，但價格昂貴，國內雖引進一些，但多數是農業示范區、科研單位、高校，雖然國外生產的灌溉控制器性能優越，但沒有考慮我國特殊的自然、氣候、土地資源、農民經濟狀況等因素，因而國外引進的灌溉控制器在國內應用并不普及。國內雖然有多家研制灌溉控制器，但多數是小規模、實驗和理論的探討，應用不夠普及，究其原因一則是開發性能完善的灌溉控制系統需要大量的人力、物力的投入，需要多部門、多學科的融合，這在一定程度上限制了性能完善、適應性強的控制器的開發。其次是現在開發出來的灌溉控制器價格昂貴，農民盡管知道能節省人力、灌溉用水、提高產量，但由于一次性投資太大，多數農民承受不起，這也在一定程度上限制了灌溉控制器的普及 [1]。隨著中國農業現代化進程的加快、農業結構的調整、以及我國加人 WTO 等因邵陽學院畢業設計（論文）2素，可以預計對農業灌溉自動化技術的要求會越來越高，灌溉控制器在我國將有巨大的市場。節水灌溉控制器近期在中國應朝著價格低、性能可靠、操作簡便的方向發展。但從長遠利益考慮，新的智能化技術、傳感技術和農業科技的引入、應用和普及，將會有智能化程度更高、功能更強、性能更穩定可靠的灌溉控制器出現。綜上所述，西方發達國家在節水灌溉控制器的開發上已越來越成熟，且發展趨勢是研制大型分布式控制系統和小面積單片機控制系統，并帶有通信功能，能與上位機進行通信，并可由微機對其編程操作。同時隨著人工智能技術的發展，模糊控制、神經網絡等新技術為節水灌溉控制器的研制開辟了廣闊的應用前景。而國內在灌溉控制器的研制方面還沒有形成規模大、應用范圍廣的成套灌溉控制產品。國內的一些高爾夫球場等大面積場地灌溉控制，一般引