基于單片機(jī)的智能農(nóng)田灌溉節(jié)水系統(tǒng)設(shè)計(jì)及應(yīng)用

陳春先，曲鳴飛

（北京電子科技職業(yè)學(xué)院，機(jī)電工程學(xué)院，北京 100176）

1 基于單片機(jī)的智能農(nóng)田灌溉節(jié)水系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

1.1 傳感器設(shè)計(jì)

此次設(shè)計(jì)的傳感器主要包括溫度傳感器和濕度傳感器，溫度傳感器采用HDUFI溫度傳感器，由于傳感器電阻較小，在通電過(guò)程中，容易被燒壞，選擇串聯(lián)一個(gè)電阻值較大的電阻。濕度傳感器采用抗腐蝕性較好的DF-45芯片，該芯片會(huì)根據(jù)農(nóng)田的特征自行選擇灌溉方向，具有數(shù)字量輸出接口和電壓模擬量輸出兩個(gè)輸出端口，可以寬范圍測(cè)量土壤濕度。

1.2 主電路設(shè)計(jì)

FO41濕溫度電路主要將土壤的濕度通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器將數(shù)據(jù)傳輸給單片機(jī)主芯片。在傳輸后，單片機(jī)的主電路首先對(duì)數(shù)據(jù)作出判斷，然后對(duì)各個(gè)下屬電路作出指示。LED顯示電路的作用是顯示灌溉節(jié)水系統(tǒng)的工作狀態(tài)。

2 基于單片機(jī)的智能農(nóng)田灌溉節(jié)水系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

對(duì)于單片機(jī)的智能農(nóng)田灌溉節(jié)水系統(tǒng)，其硬件系統(tǒng)結(jié)合C語(yǔ)言，設(shè)計(jì)出根據(jù)農(nóng)田土壤溫度濕度分析，得出參數(shù)，根據(jù)得到的參數(shù)實(shí)時(shí)控制灌溉系統(tǒng)的工作狀態(tài)。在農(nóng)田灌溉時(shí)，可對(duì)農(nóng)田土壤溫度濕度參數(shù)進(jìn)行處理，將溫度采樣和濕度采樣進(jìn)行轉(zhuǎn)換，得到農(nóng)田所需的實(shí)際參數(shù)；而后，利用微型控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析與處理，由HUIFO液晶直接顯示采集并轉(zhuǎn)化成實(shí)際的溫度和濕度數(shù)據(jù)；如果溫度值和濕度值高于設(shè)定參數(shù)范圍上限值時(shí)，系統(tǒng)接收到開始工作的信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守的智能節(jié)水灌溉。

3 基于單片機(jī)的智能農(nóng)田灌溉節(jié)水系統(tǒng)應(yīng)用分析

通過(guò)實(shí)際應(yīng)用發(fā)現(xiàn)，當(dāng)灌溉地水分適中時(shí)，采集到的農(nóng)田土壤溫濕度參數(shù)不超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)值的上下范圍內(nèi)，此時(shí)抽水系統(tǒng)沒(méi)有工作。當(dāng)灌溉過(guò)程中的水分過(guò)低時(shí)，系統(tǒng)的指示燈會(huì)出現(xiàn)預(yù)警情況，提醒抽水系統(tǒng)工作。對(duì)該系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用結(jié)果表明，該系統(tǒng)可根據(jù)土壤溫度和濕度數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)噴灌功能，達(dá)到節(jié)水灌溉的目的。

4 結(jié)束語(yǔ)

為實(shí)現(xiàn)智能節(jié)水灌溉，設(shè)計(jì)了一個(gè)基于單片機(jī)的智能農(nóng)田灌溉節(jié)水系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要對(duì)灌溉地的溫度以及濕度數(shù)據(jù)采集，進(jìn)而控制系統(tǒng)灌溉的工作狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)智能節(jié)水灌溉。