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基于单片机的节水型农业灌溉系统研究

发布时间:2021-01-15 05:58
  水与人类的日常生活息息相关,随着经济的飞速发展和人口的急剧增加,水资源的紧缺问题日益凸显。据调查,中国是全球13个人均水资源最贫乏的国家之一,居世界第121位,而我国现有的农业用水方式是导致水资源紧缺的重要原因。我国普遍存在大水慢灌的灌溉方式,这种方式不仅严重浪费水资源,而且灌溉效率低下。因此,大力发展节水灌溉农业,既是解决农业用水危机的迫切要求,也是解决水资源问题的有效手段。随着自动控制理论的发展,以及农业灌溉技术的进步,节水型灌溉系统成为农业研究热点。本文根据农业灌溉的一般过程,分块逐步地对农业灌溉系统的各个环节进行研究,通过技术分析和测试试验,设计了一种基于单片机的农业节水灌溉控制系统。本文研究了目前节水灌溉领域的主要技术手段,以及遇到的研究瓶颈;比较了不同控制算法的优劣,确定以模糊算法作为本系统灌溉控制策略;选用WMRNET无线模块进行数据传输,以满足灌溉系统对数据传输的距离要求;选用DHT11检测土壤湿度,进行了土壤湿度采集部分的软硬件设计;分析系统功能需求,选择ATmega64单片机作为系统控制器;使用大彩公司生产的串口屏模块作为系统操作和显示界面,完成网络节点查询、灌溉进... 

【文章来源】:天津科技大学天津市

【文章页数】:67 页

【学位级别】:硕士

【部分图文】:

基于单片机的节水型农业灌溉系统研究


图3-1?ATmega64引脚图??Reg.?3-1?ATmega64?Pin?figure??19??

产品图


DHT11传感器采用单总线网络,由VDD、DATA、GND三个接口组成。与上位??机单片机进行通信时,只需连接DATA端口,采用串行通信方式,所有数据的接收发??送均通过这一端口来实现。其硬件电路设计图如图3-3所示。??5V??5V?U名??L?-1—?DHT11??彡?R30?—????4JK??—?VDD??AD754??^,?—DATA??????—GND??C25????O.luF?4??—NC??图3-3?DHT11硬件电路图??Reg.?3-3?Hardware?circuit?diagram??湿度传感器的引脚VDD接直流电压3.3V-5.5V,接地端GND接地,NC端口为??空脚,由于测量范围小于20米,所以在数据收发端DATA与电源之间接入一个4.7k??22??

单片机,负荷传感器,器件,供电电流


?<0??图3-3DHT11产品图??Reg.?3-3?DHT11?Product?figure??DHT11是一款含有已经校准的数字信号输出的温湿度负荷传感器174],由-个电??阻式的感湿器件和一个NTC测温元件组成,并与一个8位的单片机相连,因此该模??块质量有保证,并且响应快。从上图可以看出它结构简单,体型小巧,此外该器件功??耗低,性价比高。其电气特性如表3-1。??表3-1?DHT1]电气参数表??Table3-1?Electrical?parameter?list??参数?条件?Min?Max?Type?单位??供电?DC?3?5.5?5?V??测量?0.5?2.5?mA??供电电流?平均?0.2?1?mA????100?150?uA??采样周期?#?1?IX??DHT11传感器采用单总线网络,由VDD、DATA、GND三个接口组成。与上位??机单片机进行通信时,只需连接DATA端口,采用串行通信方式,所有数据的接收发??送均通过这一端口来实现。其硬件电路设计图如图3-3所示。??5V??5V?U名??L?-1—?DHT11??彡?R30?—????4JK??—?VDD??AD754??^,?—DATA??????—GND??C25????O.luF?4??—NC??图3-3?DHT11硬件电路图??Reg.?3-3?Hardware?circuit?diagram??湿度传感器的引脚VDD接直流电压3.3V-5.5V

【参考文献】:
期刊论文
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[3]全力发展农业信息化 为智慧农业腾飞插上翅膀——敦化市农业信息化发展现状[J]. 李辉.  吉林农业. 2017(19)
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[6]基于51单片机的蔬菜大棚智能监控灌溉系统[J]. 张馨月.  电子技术与软件工程. 2017(10)
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[8]基于单片机技术的多机通信系统设计[J]. 李楠.  现代电子技术. 2016(12)
[9]浅谈智能灌溉技术应用现状[J]. 盛会,郭辉,张学军,陈恒峰.  新疆农机化. 2016(01)
[10]基于单片机的农业智能节水灌溉系统设计[J]. 翟红.  办公自动化. 2015(17)

博士论文
[1]农田土壤墒情监测与智能灌溉云服务平台构建关键技术研究[D]. 李淑华.中国农业科学院 2016

硕士论文
[1]基于无线传感器网络的智能灌溉系统研究[D]. 王宁.大连理工大学 2014
[2]智能节水灌溉系统的无线传感器网络设计[D]. 张磊.大连理工大学 2009
[3]单片机控制的节水灌溉系统的研究[D]. 王芳琴.华中农业大学 2005
[4]基于远程控制的智能灌溉系统研究[D]. 宫建华.大连理工大学 2004



本文编号:2978371

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