STC89C52下精確智能灌溉系統(tǒng)硬件電路和軟件設(shè)計(jì),計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)論文

STC89C52下精確智能灌溉系統(tǒng)硬件電路和軟件設(shè)計(jì),計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)論文內(nèi)容內(nèi)容摘要：針對(duì)農(nóng)村傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)灌溉方式存在的灌溉技術(shù)落后、浪費(fèi)資源等問(wèn)題，提出以SCT89C52單片機(jī)為核心控制器，利用傳感器進(jìn)行溫濕度采集、光照強(qiáng)度等多參數(shù)實(shí)時(shí)采集，同時(shí)單片機(jī)能夠根據(jù)實(shí)際要求進(jìn)行聲光報(bào)警。經(jīng)歷體驗(yàn)證，設(shè)計(jì)的智能灌溉系統(tǒng)誤差在5%以內(nèi)且具有運(yùn)行穩(wěn)定，操作簡(jiǎn)易等特點(diǎn)，能知足農(nóng)村農(nóng)業(yè)灌溉控制要求。本文本文關(guān)鍵詞語(yǔ)語(yǔ)：傳感器；LCD1602;灌溉系統(tǒng)；溫濕度采集；STC89C52;光照強(qiáng)度；*初光勇〔1989-〕，男，山東聊城人，碩士研究生，講師，研究方向?yàn)闄C(jī)電一體化控制。；基金：銅仁職業(yè)技術(shù)學(xué)院SRT項(xiàng)目〔tzst-2022年-04號(hào)〕；引言近年來(lái)，國(guó)家大力發(fā)展高效特色農(nóng)業(yè)，節(jié)水農(nóng)業(yè)已經(jīng)成為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)最佳的效益和持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展的增長(zhǎng)點(diǎn)[1,2].傳統(tǒng)的山地農(nóng)作物灌溉僅僅依靠自然降雨或者漫灌等方式灌溉，這樣就造成了灌溉不精到準(zhǔn)確、水資源浪費(fèi)，農(nóng)作物根系也不能根據(jù)需求保持一定的水分，針對(duì)這些問(wèn)題，設(shè)計(jì)研發(fā)了一種基于STC89C52結(jié)合作物生長(zhǎng)參數(shù)[3,4]分析的精到準(zhǔn)確灌溉系統(tǒng)解決方案，隨時(shí)管理和控制農(nóng)作物的生長(zhǎng)數(shù)據(jù)，更好地實(shí)現(xiàn)智能化、精到準(zhǔn)確化灌溉。1、系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)智能灌溉系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案如此圖1所示，系統(tǒng)由主控電路單片機(jī)、數(shù)據(jù)采集電路傳感器、液晶顯示及聲光報(bào)警電路、灌溉電機(jī)控制電路組成。華而不實(shí)，土壤濕度檢測(cè)傳感器通過(guò)ADC0832模/數(shù)轉(zhuǎn)換芯片[5]進(jìn)行信號(hào)調(diào)理、溫濕度傳感器DHT11和GY-30光照傳感器[4]將數(shù)據(jù)傳送至主控單片機(jī)，LCD1602顯示當(dāng)下實(shí)時(shí)信息，采集到的數(shù)據(jù)經(jīng)STC89C52處理后控制報(bào)警電路。圖1智能灌溉系統(tǒng)總體構(gòu)成2、系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)2.1空氣溫濕度采集電路數(shù)字溫濕度傳感器DHT11[6]是一款溫濕度同時(shí)采集的數(shù)字型復(fù)合傳感器。測(cè)溫元件與感濕元件通過(guò)DATA端口與STC89C52相連。電路圖如此圖2所示。圖2空氣溫濕度采集電路2.2土壤濕度采集電路土壤濕度傳感器采用FC-28[7],由不銹鋼探針和防水探頭構(gòu)成，可長(zhǎng)期對(duì)土壤進(jìn)行測(cè)量。利用ADC0832模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊[8]將土壤濕度傳感器模擬量轉(zhuǎn)化為數(shù)字量，當(dāng)土壤濕度少時(shí)，探針間電阻會(huì)變大，AC值接近VCC值，當(dāng)土壤濕度變大時(shí)，探針間電阻會(huì)迅速減少，此時(shí)AC的電壓也會(huì)變小，電路圖如此圖3所示。圖3土壤濕度采集電路2.3光照強(qiáng)度采集電路通過(guò)GY-30光照傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)農(nóng)作物光照強(qiáng)度，芯片采用BH1750FVI,這是一款用于I2C總線接口[9]的數(shù)字型光傳感器芯片，檢測(cè)范圍1~65535Lux,引腳原理如此圖4所示。2.4報(bào)警電路當(dāng)采集的土壤濕度數(shù)值低于管理員設(shè)定的范圍時(shí)，LED燈D1和D2會(huì)亮，同時(shí)蜂鳴器報(bào)警電路開(kāi)啟，當(dāng)采集數(shù)據(jù)在設(shè)定范圍之間時(shí)，LED燈D3會(huì)亮，D1和D2熄滅，同時(shí)蜂鳴器關(guān)閉報(bào)警。報(bào)警電路設(shè)圖5所示。圖4光照強(qiáng)度采集電路圖5聲光報(bào)警電路2.5滴灌控制電路當(dāng)采集的土壤濕度低于設(shè)定值時(shí)，主控電路控制繼電器閉合，直流電機(jī)開(kāi)場(chǎng)抽水灌溉，當(dāng)采集的土壤濕度高于設(shè)定的區(qū)間或在管理員設(shè)定的區(qū)間之內(nèi)時(shí)，繼電器斷開(kāi)，直流電機(jī)停止灌溉，如此圖6所示。圖6滴灌控制電路3、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)系統(tǒng)程序流程如此圖7所示。4、系統(tǒng)軟硬件測(cè)試智能灌溉系統(tǒng)實(shí)物樣機(jī)如此圖8所示。圖中：R表示空氣濕度；T表示大氣溫度；W表示土壤濕度；L為光照強(qiáng)度；S是土壤上限設(shè)定值；X是土壤濕度下限設(shè)定值。為驗(yàn)證該系統(tǒng)檢測(cè)數(shù)據(jù)與運(yùn)行的精準(zhǔn)度，將檢測(cè)值與標(biāo)準(zhǔn)值做了比照，見(jiàn)表1所列。從表1數(shù)據(jù)能夠看出最大的誤差為4.6%,系統(tǒng)的相對(duì)誤差在5%以內(nèi)。證實(shí)了該系統(tǒng)具有很好的穩(wěn)定性和可靠性和經(jīng)濟(jì)實(shí)用性。圖7系統(tǒng)程序流程圖8系統(tǒng)LCD顯示及數(shù)據(jù)采集測(cè)試結(jié)果表1系統(tǒng)測(cè)試結(jié)果5、結(jié)束語(yǔ)本文設(shè)計(jì)的基于STC89C52的智能灌溉系統(tǒng)測(cè)量誤差小、功能運(yùn)行穩(wěn)定、造價(jià)低、操作簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，能知足農(nóng)業(yè)農(nóng)村作物生長(zhǎng)灌溉控制要求。以下為以下為參考文獻(xiàn)[1]王立剛。一種基于STC89C52和AD590的溫度測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，2022,9〔6〕：20-21.[2]初光勇，宰青青，譚曉波，等?；趩纹瑱C(jī)的山地果園無(wú)線水肥一體灌溉系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].自動(dòng)化應(yīng)用，2021〔2〕：17-18.[3]張秋艷?；趩纹瑱C(jī)的智能節(jié)水灌溉系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].榆林學(xué)院學(xué)報(bào)，2021,27〔6〕：31-33.[4]王宗省，蘇金娣，宋炳輝?；谕寥缐勄榈穆?lián)棟大棚智能灌溉系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].節(jié)水灌溉，2021〔10〕：96-99.[5]劉穎。基于ZigBee與MSP430單片機(jī)的溫室智能灌溉系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].微型電腦應(yīng)用，2021〔5〕：56-58.[6]謝彤。基于單片機(jī)的溫室智能灌溉系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2020〔18〕：8048-8049.[7]滕敦波?；趩纹瑱C(jī)控制的智能灌溉系統(tǒng)硬件模塊研究[J].南方農(nóng)機(jī)，2021〔5〕：54.[8]彭漢瑩，王宇，韓改寧，等?；趩纹瑱C(jī)的智能灌溉系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].軟件工程，2021〔2〕：40-43.[9