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、 、、 大棚自动灌溉系统的设计与制作 大棚自动灌溉系统的设计与制作 大棚自动灌溉系统的设计与制作 摘要：我国设施农业节水灌溉已成为农业工程领域中重点关注的问题之一，由于国内外的自动 灌溉系统造价高、使用复杂而难以推广，开发满足当前设施农业生产需求的灌溉控制系统具有重要 意义.为解决三农问题，国家正在大力发展现代农业，自动灌溉系统是其中一个重要的组成部分。可 及时为作物提供所需的水分，增大作物产量，提高生产效率。自动灌溉系统通常对作物环境的温度 进行实时监测，获得作物根系的需水量， 以此作为自动灌溉的依据。大棚自动灌溉系统可实现环境 温度和所需水分进行有效管理，是保证设施作物优质高产的重要措施。随着精准感知技术、定量控 制技术的迅速发展，自动控制技术在节水灌溉中有了新的发展，通过灌溉控制器适时、适量的灌水， 在节省水、人工和提高作物产量方面取得了一定的成效，可显著提高灌溉精准度，提高水的利用率。因此自动灌溉技术技能保证植物的良好生长状态，又能做到尽量节水，对大棚农业的发展具有重要 意义。本次是采用单片机 AT89S52 来设计一个由温度传感器采集信号，控制电磁阀的开启与关闭， 来达到灌溉的目的。 关键词：自动灌溉系统；生产效率；实时监测；AT89S52 一、绪论 （一）课题背景 自古以来，我国就是一个以农业为主的国家，即便到了现代社会，农业仍是我国国民经济的基础。但我国农业生产效率低下，长期以来一直以经验种植为主，农业生产效率仅为发达国家的 1/10。为解决三农问题，国家正大力发展现代农业，温室是其中一个重要的组成部分，可增加作物年均成熟次数，增大作物产量，提高农业生产效率，因此， 大力发展温室产业，对我国这样一个人口多耕地少的国家而言具有极大的战略意义。目前，我国的温室面积已突破 210 万 hm2，总面积达世界第一，但我国温室管理水平落后， 大多控制系统采用定时控制或者手动控制方式。在灌溉管理方面，通常存在浇水不及时、不均、灌水不足或过量灌水等现象。 自动灌溉系统通常对作物根系的土壤湿度进行实时监测，获得作物根系的需水量， 以此作为自动灌溉的依据。温室自动灌溉可实现土壤湿度和营养成分的有效管理，是保证设施作物优质高产的重要措施。随着精准感知技术、定量控制技术的迅速发展 ,自动控制技术在节水灌溉中有了新的发展，通过灌溉控制器适时、适量地灌水，在节省水、人工和提高作物产量方面取得了一定的成效，可显著提高灌溉精准度，提高水的利用率。本文设计一种操作简单、精确灌溉的低成本自动化控制灌溉系统，使之既能保证植 物的良好的生长状态，又能做到尽量节水，对温室农业的发展具有重要意义。 （二）方案论证 1.液晶显示屏的选用 根据课题，本次采用 LCD12864 液晶显示屏，但由于这种显示屏有 2 种，一是不带中文字库，二是带有中文字库，区别在于：不带字库的，如果要显示什么，都要自己根据点阵的形式去做字库，比如说图案什么的，要自己去做，而且要编写程序，那样对于单片机的内存，就要比较大的要求。有字库的，就可以调用字库里面的字符，很多字都是直接用就好了，不必自己做字库那么繁琐。 这两者在价格上有很大的差别，不带字库的比带字库的大概贵一半左右。所以，综上所述，选择了带有字库的，具有经济效益。再根据传输的区别，有串行跟并行，串行是一位一位的传输数据，并行是 8 位的传输数据，所以本课题采用串行输出方式。 2.单片机的选择 根据课题以及老师的建议，在市场上有很多种单片机。在之前实训的时候用的是单片机 AT89C51，与 STC89C58RD+的区别是，前者内存只有 4K，后者内存有 16K，所以假如需要较多的程序编写，那么选择较大的内存，而我的指导老师建议用 AT89S52，那么这款单片机是 AT89C51 的增强型，内存是 8K（够用），S52 比 C51，定时器多一个 T2， RAM 多 128B，ROM 多 4K，中断多 2 个，多一个看门狗，在掉电、数据指针等方面还有一些改进。S52 的最高外接晶振可以达到 33MHz，C51 大概只有 24MHz。而且这 2 款价格差别不大。所以，选择 AT89S52 单片机。 3.温度传感器的选用 对于温度传感器，了解不是很多，根据测温范围，接口方式，工作电压，分辨率， 以及价格，在网上查找了一下，有DS18B20 这款温度传感器比较适用，其具体性能特点在第 3 章元器件的介绍中，会详细提到它的结构以及工作方式。 （三）硬件所要完成的任务大棚自动灌溉系统的理解。电路整体的设计。 硬件的购买、组装、焊接。电路板的检测、补焊。 实物的调试和分析。 （四）整体结构方案 为了更好的完成本次的设计内容要求，所以在进行设计之前，先进行方案的构思， 如图 1。 电源模块 电源模块 声光报警电路 复位电路 单 片 按