基于无线传输的园林灌溉系统关键技术研究

发布时间：2020-04-11 12:01

【摘要】：温度、湿度和光照是植物生长的三个重要条件。对温度和湿度的准确测量能够帮助果树更好的生长或结果,因此果园温湿度的测量具有重要意义。本文针对果园的温湿特点,研制和设计了一种技术先进的、价格低廉的基于无线传输的数字温湿控制系统。它能够远程控制室外园林的灌溉问题,做到定时定量,从而解决现有系统存在的一些不足。本文设计并制作了一款基于一种无线传输的温湿自动控制系统。文章首先对系统进行了整体方案设计和构思,之后分别对控制系统的硬件部分进行了设计,然后利用AT89C52单片机作为主机整合各部分功能,研究了各部分器件运行的电路图、程序流程图并编制了整个系统主电路图。该系统主要由室内控制端和室外工作端两部分组成,通过无线传输系统进行信息交换。室内控制端包括显示屏模块、键盘输入模块、主控制模块;室外工作端包括DS18B20温度传感器、DHT11湿度传感器、电磁阀、太阳能电池板、多个供电充电模块等。设计中利用了两片n RF24L01无线传输器件,它既能作为发送端发送数据又能作为接收端接收数据,这样有效地减少了复杂的通信线路布线问题;温度采集系统采用了传感器模块,显示屏采用了LCD1602液晶显示模块。为了节约能源,本系统电路主要是以电池供电为核心,室外工作端供电电路设计主要以太阳能电池板供电为主。操作时我们只需在控制端进行时钟自定,同时液晶会显示园林温度值和湿度值,然后液晶显示自定的时钟倒计时,时钟数据将通过无线传输到室外工作端,工作端依照室内控制端指令来启动电磁阀导通,并自动计时,让喷头对园林灌溉时间得到精确控制,从而节约用水量。本系统软件设计采用了通熟易懂的C语言来编写运行程序子函数。经过制作和调试,制成了具体的实物样机,而且系统达到了总体设计要求。该系统能完成园林的温度和湿度的测量,并通过无线传输系统送至显示屏实时显示。目前检测到的系统的性能指标为:温度测量范围为-55-+125℃,精度为0.5℃;湿度测量范围为20%-90%RH,0-50℃,精度为±5%RH,分辨率为1。
【图文】：

系统框图,系统框图,从机,控制端

工程硕士学位论文2.2 系统的构成整个系统分为两部分组成，第一部分为系统的控制端（作为主机同时为从机）第二部分为系统的工作端（作为从机同时也为主机）[16]。第一部分主要模块有无线 nRF24L01 模块，LCD1602 液晶、矩阵键盘等。第二部分主要模块有：DS18B20 温度传感器模块、无线 nRF24L01 模块、太阳能电池板、电磁阀、洒水系统等。用户可以在控制端（主机）通过键盘自定义时间，然后通过无线传输到工作端（从机），让其进行命令的时间洒水（让电磁阀处于工作状态），同时工作端（从机）温度传感器采集来的温度通过无线传输到控制端，并显示在 LCD160液晶屏上[17]。图 2.1 为整个系统框图。

单片机最小系统

工程硕士学位论文工作时处于全静态，工作频宽在 0 赫兹到 24 兆赫兹之间，AT89C52 芯片采用了三级程序存储器加密技术，能提供硬加密手段，不仅方便灵活而且可靠，，程序或系统能被确保完全不被仿制[21]。数据总线口就是 P0口，它是三态双向口，直接对外部存储器的读或写操作需要借助该接口才能完成。主控电路采用 AT89C52 单片机，该种单片属于高电平复位机，所以要在单片机上接一个复位电路，这样对单片机的重启有帮助，能更好的进行下一次新操作。该单片机内部不含振荡器，所以必须外接振荡器，其采用是的石英晶体振荡器 11.0592MHz。主控制单元的具体电路设计如图 2.2 所示。
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S274;TP273

【参考文献】