基于MSP430的智能灌溉系统设计
基于MSP430的节水灌溉自动控制系统设计
基于MSP430的节水灌溉自动控制系统设计摘要:针对传统的自动灌溉系统存在的效率低、稳定性差等问题,本文提出了一种新的自动灌溉控制方案。
本方案以MSP430为主控芯片,结合CC1101作为无线通讯模块简化布线,上位机辅助判断减轻MCU运算负担。
简约的硬件设计配合功能完善的上位机完成自动控制灌溉、历史环境参数记录、环境异常短信警告等功能。
该系统稳定、可靠,具有较好的实用性及可延展性。
关键词:MSP430 自动控制上位机轮询方式当前我国农业灌溉水平低,但是节水潜力巨大,节水灌溉技术的应用和推广,是缓解我国水资源紧缺的战略选择,是建立节水型社会的需要[1]。
现有的智能灌溉系统控制器通常采用MCS51等其它微控制器作为控制芯片,并配以较多的模拟电路和逻辑门电路,其设计复杂,功耗、稳定性和可靠性难以得到保证[2]。
如今,随着计算机技术的飞速发展,一些复杂的数据处理完全可以交给计算机通过上位机软件完成。
本文将分别从硬件编程和软件上位机两个方面,结合外围电路,介绍一种以MSP430为主控制器的、稳定的农田自动灌溉系统。
1 系统整体构架及工作原理概述这种农田自动灌溉系统的整体执行思路,本系统采用的是离散型控制系统,其具有三级结构。
系统从下到上依次为:传感器检测与灌溉执行部分,MCU自动检测控制部分,田间监控中心。
底层的传感器有多种,分别对土壤的温度、湿度等进行检测。
本系统能根据采集到的土壤湿度情况进行自动控制灌溉,其余采集到的环境参数供人员参考,做出合适的施肥灌溉决定。
这些传感器或设备受到MCU控制,将信息呈递到单片机,通过其内部集成的12位ADC 对数据进行处理,从而判断是否需要灌溉,并将数据通过无线通讯模块发送到田间监控中心。
田间监控中心可以修改田间各节点判断灌溉的标准值,能够按时接收并储存各节点的环境参数,记录灌溉情况,通过折线图或列表形式显示。
当田间发生火灾或其他异常情况时,软件通过网络自动发出短信提示人员前去查看。
基于单片机的智能灌溉系统设计
基于单片机的智能灌溉系统设计智能灌溉系统是一种集传感器、单片机、控制器等技术于一体的系统，可以根据土壤湿度、气温、光照等环境参数自动控制水泵的启停，实现对植物的科学浇水，提高农作物的产量和质量。
本文将介绍一种基于单片机的智能灌溉系统的设计。
一、系统框架本系统由传感器模块、控制器模块、单片机模块和执行器模块组成，其中传感器模块用于采集土壤湿度、气温、光照等环境参数，控制器模块用于实现对水泵的控制，单片机模块用于处理传感器采集的数据和控制器模块的指令，执行器模块则对水泵进行启停控制。
二、传感器模块传感器模块由土壤湿度传感器、温度传感器和光照传感器组成，分别用于采集土壤湿度、气温、光照等环境参数。
传感器部分采用数字信号输出，需要将其与单片机的数码管接口相连，以便将采集的数据传输到单片机模块。
三、控制器模块控制器模块主要由继电器和电容器组成，用于实现对水泵的控制。
当采集到的土壤湿度低于一定阈值时，控制器模块将通过继电器控制水泵启动，根据实际需要进行浇水，当土壤湿度达到一定阈值时，控制器模块会通过继电器控制水泵停止。
四、单片机模块单片机模块主要负责处理传感器采集的数据和控制器模块的指令，并将处理后的数据显示在数码管上。
单片机采用AT89C52单片机，因为其集成度高、体积小、低功耗等优点，比较适合本系统的应用。
五、执行器模块执行器模块主要由水泵组成，水泵的启停控制通过控制器模块实现。
六、系统流程（1）土壤湿度、气温、光照等环境参数通过传感器模块采集；（2）采集的数据通过单片机模块进行处理，并将处理后的数据显示在数码管上；（3）单片机模块将处理后的数据比较后，将控制器模块的指令传输到执行器模块，控制水泵的启停；（4）灌溉过程中，实时监测土壤湿度，并根据实际需要调整浇水时间和水量。
七、系统优势本系统具有以下优势：（1）系统采用数字信号传输，具有稳定性和可靠性；（2）系统采用继电器控制水泵，使系统的控制精度更高、更准确；（3）系统采用单片机模块处理数据和控制指令，实现了对系统的智能化控制。
基于单片机的智能灌溉系统设计
基于单片机的智能灌溉系统设计随着社会的发展，农业灌溉技术也在不断地发展和改进。
传统的手动灌溉方式已经不能适应现代化农田的需求，基于单片机的智能灌溉系统应运而生。
本文将介绍基于单片机的智能灌溉系统的设计及其实现原理。
一、系统功能设计基于单片机的智能灌溉系统的功能设计主要包括以下几个方面：1. 定时灌溉：系统能够根据农作物的生长周期和需要，设定合理的灌溉时间和频率，实现自动定时灌溉。
2. 土壤湿度检测：系统能够通过传感器检测土壤的湿度情况，当土壤湿度低于一定阈值时，自动进行灌溉。
3. 智能控制：系统能够根据土壤湿度、气候条件等因素调整灌溉的时间和量，以达到节水、省力的目的。
4. 远程监控：系统能够通过互联网实现远程监控和控制，农民可以在手机或电脑上实时查看农田的灌溉情况，并进行远程控制。
1. 单片机控制模块：选用高性能的单片机作为系统的核心控制模块，负责处理各种传感器采集的数据，并进行灌溉控制。
2. 传感器模块：包括土壤湿度传感器、温度传感器、湿度传感器等，用于监测土壤和环境的各种参数。
3. 执行模块：包括电磁阀、水泵等执行元件，用于控制灌溉系统的开关和水流量。
4. 通信模块：包括无线模块、以太网模块等，用于实现系统的远程监控和控制功能。
系统的硬件设计需要考虑到各个模块之间的协同工作，确保系统能够稳定可靠地运行。
1. 传感器数据采集模块：负责采集土壤湿度、温度、湿度等传感器的数据，并进行处理和存储。
2. 控制逻辑模块：根据采集到的传感器数据和设定的灌溉参数，进行逻辑判断，并生成相应的灌溉控制指令。
4. 用户界面模块：为用户提供友好的操作界面，让用户可以方便地设置灌溉参数和监控农田的灌溉情况。
系统的软件设计需要考虑到系统的稳定性、实时性和用户体验，确保系统能够满足用户的需求。
四、系统工作流程2. 数据处理：系统对采集到的传感器数据进行处理和分析，得出土壤湿度情况和气候条件。
通过以上工作流程，系统能够实现对农田的智能灌溉，提高农田的灌溉效率，节约水资源，减少人工成本。
基于单片机的智能灌溉系统设计
基于单片机的智能灌溉系统设计
智能灌溉系统是指基于单片机控制的自动化灌溉系统，它利用传感器和控制器等硬件设备，实现对植物的智能化监测和自动化灌溉。
本文将从系统原理、硬件设计和软件设计三个方面，对基于单片机的智能灌溉系统进行详细介绍。
系统原理部分，智能灌溉系统基于单片机，主要包括传感器、控制器和执行器三个组成部分。
传感器用于监测植物的土壤湿度、光照强度和温度等信息，控制器负责对传感器采集的数据进行处理和判断，根据预设的灌溉规则来控制执行器对植物进行灌溉。
该系统通过传感器采集植物周围环境信息，并通过控制器对采集到的数据进行判断和处理，从而实现对植物灌溉的智能化控制。
软件设计部分，智能灌溉系统需要通过编程来实现对传感器和执行器的控制。
在软件设计中，需要首先通过单片机的IO口连接传感器和执行器。
然后，编写相应的程序来读取传感器输入的模拟量，并将其转化为数字量进行处理。
接着，根据预设的灌溉规则，对传感器采集到的数据进行判断，决定是否进行灌溉，并控制执行器进行相应的动作。
还可以在软件设计中加入一些保护措施，如限制灌溉水的流量和时间，以避免过度灌溉。
基于单片机的智能灌溉系统设计
基于单片机的智能灌溉系统设计一、系统功能智能灌溉系统是一种基于单片机的自动控制系统，它能够根据土壤湿度和气象条件实时的调节灌溉设备，实现对农作物的智能管理。
系统的主要功能包括：1. 监测土壤湿度：通过土壤湿度传感器实时监测土壤湿度情况，及时了解土壤水分状况。
2. 控制灌溉设备：根据土壤湿度和气象条件，智能控制灌溉设备的启停，确保农作物得到适当的灌溉。
3. 天气预报功能：通过气象传感器获取气象数据，结合天气预报信息，提前做好灌溉计划，避免因天气变化而造成的过度或不足的灌溉。
4. 远程控制功能：通过手机APP或者网页端，实现对智能灌溉系统的远程监控和控制。
二、系统组成智能灌溉系统主要由控制器、传感器、执行机构、通信模块和供电模块等组成。
1. 控制器：控制器是系统的大脑，负责数据的处理和决策。
常用的单片机有Arduino、STM32等，通过编程实现对传感器和执行机构的控制。
2. 传感器：包括土壤湿度传感器、温湿度传感器、光照传感器、雨量传感器等。
这些传感器通过测量环境参数，为控制器提供决策依据。
3. 执行机构：执行机构包括电磁阀、水泵等，负责根据控制器的指令，对灌溉设备进行启停控制。
4. 通信模块：通信模块可以选择WIFI模块、蓝牙模块或者LoRa模块，实现系统和用户之间的远程通信。
5. 供电模块：供电模块可以采用太阳能电池板、电池或者市电供电，保证系统的正常运行。
三、系统原理智能灌溉系统的工作原理是通过传感器采集环境参数数据，经过单片机的处理和分析，根据设定的灌溉策略，控制执行机构实现自动灌溉。
2. 数据处理：控制器接收传感器数据后，进行数据处理和分析，根据设定的灌溉策略，判断是否需要进行灌溉。
3. 控制执行机构：如果判断需要进行灌溉，控制器向执行机构发送指令，启动灌溉设备进行灌溉；如果判断不需要进行灌溉，控制器则停止灌溉设备。
4. 数据通信：系统可以通过通信模块与用户的手机APP或者网页端进行实时数据交互，用户可以远程监控系统运行状态，并对系统进行控制。
基于单片机的智能灌溉系统设计
基于单片机的智能灌溉系统设计智能灌溉系统是一种能够根据土壤湿度和天气情况自动进行灌溉的系统，它能够提高作物的产量并减少水资源的浪费。
本文将介绍一种基于单片机的智能灌溉系统设计，该系统可以根据土壤湿度和天气情况自动进行灌溉，实现智能化的灌溉管理。
1. 系统结构设计智能灌溉系统主要由传感器、执行器、控制器和人机交互界面组成。
传感器用于感知土壤湿度和气象数据，包括土壤湿度传感器、温湿度传感器、光照传感器等。
执行器用于执行灌溉操作，包括电磁阀、水泵等。
控制器则是系统的大脑，根据传感器采集的数据进行智能决策，并控制执行器进行灌溉操作。
人机交互界面可以让用户对系统进行监控和管理。
2. 智能决策算法智能决策算法是智能灌溉系统的核心，它能够根据土壤湿度和气象数据进行灌溉决策。
在这里我们使用模糊控制算法进行灌溉决策。
模糊控制算法是一种能够处理模糊信息的控制算法，它能够根据模糊的输入数据进行模糊的输出控制。
在我们的系统中，土壤湿度和气象数据是模糊的输入数据，而灌溉量是模糊的输出控制。
通过事先设定的模糊规则，系统可以根据土壤湿度和气象数据确定灌溉量，从而实现智能的灌溉决策。
3. 单片机控制在本设计中，我们选择使用Arduino单片机作为智能灌溉系统的控制器。
Arduino单片机具有丰富的接口和易于编程的特点，在智能灌溉系统中具有广泛的应用前景。
Arduino单片机可以通过传感器接口采集土壤湿度和气象数据，并通过执行器接口控制灌溉操作。
Arduino单片机还可以通过串口连接人机交互界面，进行系统监控和管理。
4. 人机交互界面人机交互界面是智能灌溉系统与用户进行交互的接口，它可以让用户对系统进行监控和管理。
在本设计中，我们选择使用LCD显示屏作为人机交互界面，用户可以通过LCD显示屏看到系统的工作状态和数据信息，并可以通过按钮进行操作。
5. 系统测试与优化在完成智能灌溉系统的硬件和软件设计后，我们进行系统测试与优化。
通过实验室和田间试验，我们可以测试系统的稳定性和灌溉效果，并对系统进行优化，不断提高系统的精度和可靠性。
智能灌溉系统的研究与设计毕业设计(论文)
毕业设计(论文)题目智能灌溉系统的研究与设计摘要本系统系统通过选择合适的传感器将对土壤中含水量以及空气湿度等重要物理量进行采集，通过信号及采集部分将其转化为数字信号，交给单片机系统进行处理，通过智能控制部分，在需要时驱动相关外设，进行自动精确定位地灌溉。
具体流程图如下：工作过程流程图关键字： 智能控制 精确定位 密封 湿度传感器 差动放大 顺序通电 液晶显示机械设计部分整体的机构形式如下所述：水由出水口接入，经过水泵增压后，经过导水软管，最后从管的另一端喷射出来。
机械臂主要由导水软管，套筒，舵机，步进电机和与电机配合的传动装置组成。
套筒下端固结有加工上锥齿的圆环，电机通过锥齿轮传动，带动套筒转动。
舵机固定在套筒上，当套筒旋转时，舵机也随套筒旋转。
导水软管穿过套筒与固定在套筒上端的舵机相固结，当舵机臂摆动时导水软管喷头处完成竖直方向的调整，以使喷出的水能够调整远近。
而套筒转动则实现了喷水方向的调整。
这样，通过水平旋转及竖直摆动，实现了喷灌的精确定位。
考虑到水对电机、齿轮传动部分的腐蚀影响，电机及其与套筒的传动部分通过密封箱密封，导线引出，连接到控制电路部分及电源部分，以实现对机械系统的电力输入及控制。
机械臂通过套筒下端深埋入土壤进行固定。
这种方案是我们经过多次调整最后确定出来的。
下图为我们用机械仿真软件pro/engineer 制作的图形（具体见附图）我们的创新体现在我们的设计过程当中。
在喷口的设计中，由于市场上所售的喷头多导水软管舵机与导水软管连接密封箱套筒利用水压将水达到某个固定位置，因此不能实现喷灌位置的可调性要求。
因此喷管管口需要重新设计。
在喷头处，我们曾试验过多个方案。
其中一个就是拟定用钢管作导水管，将水直接引到喷头，而喷头处设计成喷口可以转动的形式，通过增加一个电机并通过细杆与喷头处连实现竖直方向的转动，水平方向的转动还是靠另一个电动机带动套筒来实现（具体见附proe仿真图）。
但是这种设计有两个问题我们没能解决。
基于单片机的智能节水灌溉系统的设计毕业论文
基于单片机的智能节水灌溉系统的设计毕业论文摘要为了解决现代农业中水资源的浪费和人力成本的问题，本论文设计了一种基于单片机的智能节水灌溉系统。
该系统通过传感器实时监测土壤湿度和气温，利用单片机进行数据处理和控制，实现智能灌溉。
实验结果表明，该系统能够根据土壤湿度和气温的变化自动调整灌溉量，实现有效的节水和提高灌溉精度的目的。
引言随着全球人口的增加和气候变化的加剧，农业面临着严峻的水资源问题。
传统的农业灌溉方法存在浪费和低灌溉精度的问题，导致水资源利用效率低下和影响农作物生长。
为了解决这些问题，智能节水灌溉系统应运而生。
该系统通过传感器实时监测土壤湿度和气温，利用单片机进行数据处理和控制，实现智能化的灌溉操作。
本论文旨在设计一种基于单片机的智能节水灌溉系统，提高灌溉精度和节水效果。
方法硬件设计本系统的硬件设计部分包括传感器模块、单片机模块、执行模块等。
1.传感器模块：该模块用于实时监测土壤湿度和气温。
常用的土壤湿度传感器有电阻式和电容式传感器，本系统选择了电容式传感器，因为它对土壤盐分和温度的干扰比较小。
气温传感器采用数字温度传感器，提供准确的气温数据。
2.单片机模块：该模块负责数据处理和控制操作。
本系统采用了ATmega16单片机，它具有较高的性能和丰富的外设资源，能够满足系统的需求。
3.执行模块：该模块负责控制灌溉设备的开关。
本系统使用继电器作为执行模块，通过控制继电器的通断状态，实现灌溉设备的控制。
软件设计本系统的软件设计部分包括传感器数据采集模块、数据处理模块、控制算法模块等。
1.传感器数据采集模块：该模块负责从传感器模块读取土壤湿度和气温数据。
通过指定的时间间隔，定时采集传感器数据，并存储到内存中。
2.数据处理模块：该模块负责对采集到的数据进行处理。
首先，对土壤湿度和气温数据进行滤波处理，以降低噪声干扰；然后，根据设定的灌溉策略，计算出需要灌溉的量。
3.控制算法模块：该模块负责根据数据处理模块计算得到的灌溉量，控制继电器的通断状态。
基于单片机的智能农田灌溉系统的设计与实现毕业设计
基于单片机的智能农田灌溉系统的设计与实现毕业设计简介该毕业设计旨在设计和实现一种基于单片机的智能农田灌溉系统。
该系统可以自动监测土壤湿度并根据需求进行灌溉，从而提高农田的水资源利用效率。
设计与实现该系统将使用单片机作为控制器，并与土壤湿度传感器、水泵和阀门等元件进行连接。
系统的设计主要包括以下几个步骤：1. 土壤湿度传感器：选择适当的传感器并将其连接到单片机上。
传感器将负责监测土壤湿度，并将数据传输给单片机。
2. 控制算法：设计一个控制算法来根据土壤湿度数据决定是否进行灌溉。
算法可以基于设定的阈值来判断土壤湿度是否低于一定水平，如果湿度过低，则启动灌溉操作。
3. 灌溉控制：通过单片机控制水泵和阀门的开启和关闭，实现灌溉操作。
当控制算法判断需要灌溉时，单片机将发送信号控制水泵和阀门打开，供水到农田。
当土壤湿度达到合适的水平时，单片机将发送信号控制水泵和阀门关闭，停止灌溉。
4. 界面设计：设计一个用户界面，使用户能够监控系统状态并进行必要的设置或调整。
界面可以通过LCD显示屏、按键或其他交互设备实现。
具体实施步骤1. 调研与选材：调研现有的农田灌溉系统，并选择适合的单片机和传感器等元件。
2. 硬件连接：将所选的元件进行正确的硬件连接。
3. 程序设计：根据设计要求，编写控制算法和操作程序，并将其加载到单片机上。
4. 调试与测试：对系统进行调试和测试，确保其正常工作并满足设计要求。
5. 优化与改进：根据测试结果，对系统进行优化和改进，以提高系统的性能和稳定性。
结论基于单片机的智能农田灌溉系统的设计与实现是一项有挑战性的毕业设计。
通过合理的硬件连接、控制算法和界面设计，可以实现自动灌溉并提高水资源利用效率。
本设计还可以进一步优化和改进，以满足不同农田的需求和现实情况。
基于单片机的智能灌溉系统设计
基于单片机的智能灌溉系统设计【摘要】智能灌溉系统是一种利用单片机控制的智能设备，能够根据环境条件自动调节灌溉系统，提高作物的生长效率并节约水资源。
本文旨在设计一种基于单片机的智能灌溉系统，包括系统架构设计、传感器模块设计、执行器控制模块设计、数据处理与通信模块设计以及系统测试与性能评估。
通过实验测试，系统表现出良好的稳定性和灵活性，能够根据不同作物的需求自动进行灌溉，提高土地利用效率。
未来，可以进一步完善系统功能，提升系统的智能化水平，实现更精准和有效的灌溉管理。
本设计为农业生产提供了一种智能化的解决方案，有望在未来的农业生产中发挥重要作用。
【关键词】单片机、智能灌溉系统、系统架构、传感器模块、执行器控制模块、数据处理、通信模块、系统测试、性能评估、设计总结、实验结果分析、未来展望。
1. 引言1.1 背景介绍基于单片机的智能灌溉系统的设计，通过采用先进的传感器技术和智能控制算法，能够实现对农田灌溉过程的精准监测和控制。
该系统可以根据不同作物的需水量、土壤湿度等参数，智能地调整灌溉水量和灌溉时间，实现节水、节能的灌溉效果，提高农田灌溉的效率和水资源利用率。
本文将介绍基于单片机的智能灌溉系统的设计及实现过程，旨在通过对系统架构设计、传感器模块设计、执行器控制模块设计、数据处理与通信模块设计等方面的详细描述，为农田灌溉的智能化提供一种有效的解决方案。
本文还将对系统进行测试与性能评估，为系统的实际应用提供参考依据。
1.2 研究目的研究目的是设计一种基于单片机的智能灌溉系统，旨在提高农业灌溉的效率和节约水资源。
当前传统的灌溉系统存在着浪费水资源、人工操作不便等问题，因此需要一种智能化的系统来实现自动化灌溉。
本研究旨在利用单片机技术，结合传感器、执行器和数据处理模块，设计一种智能灌溉系统，实现对植物生长环境的自动监测和智能控制。
通过实时监测土壤湿度、气温、光照等环境参数，并根据植物生长需求自动调节灌溉水量和频率，可以提高农作物的产量和质量，减少浪费的水资源，减轻农民的劳动负担，从而实现节水、高效、智能的目标。
基于单片机的智能浇灌控制系统
智能浇灌控制系统设计1 系统的外围设备设计1.1 系统示意图图1 智能浇灌控制系统示意图1.2 外围设备选型（1）土壤湿度传感器： TR-5型 土壤水分传感器 测量参数： 土壤容积含水量 ²单 位： %（m3/m3） ²量 程： 0～100%（m3/m3）²精 度：0～50%（m3/m3）范围内为±2%（m3/m3）²分 辨 率： 0.1%（m3/m3 ）²测量区域： 90%的影响在围绕中央****的直径3cm 、长为6cm 的圆柱体内 ²稳定时间： 通电后约1秒²响应时间： 响应在1秒内进入稳态过程²工作电压： 电流输出为12V —24V DC,电压输出为5V DC ²工作电流： 50～70mA ，典型值50 mA ²输出形式： a: 0-5VDC;b: 0～20mA;c: RS232/RS485网络通讯 ²密封材料： ABS 工程塑料 ²材料：不锈钢或铜²电缆长度： 标准长度5m太阳能电池板²遥测距离：小于1000米产品特点1）高稳定性，安装维护操作简便。
2）支撑的材料为环氧树脂，强度和寿命得到保证。
3）密封性好，可长期埋入土壤中使用，且不受腐蚀4）采用标准的电流环传送技术使其具有抗干扰能力强，传送距离远，测量精度高，响应速度快。
5）土质影响较小，应用地区广泛,价格低廉，适合中国国情。
（2）控制器：AT89C51单片机（3）A/D转换器：ADC0809是目前国内应用最广泛的8位通用A/D芯片。
主要特性1）8路输入通道，8位A／D转换器，即分辨率为8位。
2）具有转换起停控制端。
3）转换时间为100μs(时钟为640kHz时)，130μs（时钟为500kHz时）4）单个＋5V电源供电5）模拟输入电压范围0～＋5V，不需零点和满刻度校准。
6）工作温度范围为-40～＋85摄氏度7）低功耗，约15mW。
基于MSP430的节水灌溉自动控制系统设计
据 检测 处
无 线 发送
结束灌溉 ｌ
灌 溉 控制＼ ， 件
、
发送 灌 溉 终 止信 息及 当 前环 境统性能好、 易于扩展等特
结束 条 件 ／ Ｎ
命令 ， 更 改 土壤 湿 度 预 设 值 即 灌 溉 条件 。 单 片 机 控 制 灌 溉 的 基 本 流程 如 图６ 所示 。 田间监控 中心有 中央通讯 模块 ， 通 讯 模块 由ＭＳ Ｐ ４ ３ ０ Ｆ ５ ４ ３ ８ 和Ｃ Ｃ１ ｌ ０ １ 组成。 中央 通讯模块 通过 串口与上位机进行通讯 ， 对 田 间节 点 采 用 轮 询 方 式 进 行 无 线 传 输 ， 避
图 ７ 主机 通讯 流程 图
系统 初始 化
控制 水 泵 开 启
无 线 发 送 灌 溉 开 启 信 息
－ ＿ １
２ ． ２传感 器选 用 本 系 统 的 检 测 部 分 分 别 对 土 壤 的 温 度、 湿 度等 环 境 参数 进 行 检 测 ， 其 中土 壤 温 度传 感 器采 用 Ｄ Ｓ １ ８ Ｂ ２ ０ ， 土壤 湿 度传 感 器采 用Ｆ ＤＲ土 壤 湿 度 传 感 器 。 土 壤 温 度 传 感 器 采 用 的 是 不 锈 钢 封 装 的Ｄ Ｓ ｌ ８ Ｂ ２ ０ ， 如 图２ 所示。 其 具有 现 场安 装 简 点 ， 插 入 土 壤对 地 温 进 行 检 测 ， 精度较高、 工作稳定 ， 单 片 机 与其 进 行 单 总 线 通 讯 获 取温度值 。 Ｆ ＤＲ（ Ｆ ｒ ｅ ｑ ｕ ｅ ｎ ｃ ｙ Ｄｏ ｍａ ｉ ｎ Ｒｅ ｌ ｆ ｅ ｃ ｔ ｏ ｍｅ ｔ ｒ ｙ ） 土壤湿度 传感器 ， 见 图３ ， 利 用 电 磁 脉 冲原 理， 根 据 电 磁 波 在 土 壤 中传 播 频 率 测 试 土 壤 的 表 观 介 电 常 数 ￡， 得 到 土 壤 容 积 含 水 量（ ０ ｖ） ［ ８ ＇ 。 其 输 出 信 号 为 模 拟 电 压 ０～ １ ． １ Ｖ， 本 系统 利 用 ＭＳ Ｐ ４ ３ ０ Ｆ ５ ４ ３ ８ 内部 的 ｌ ２ 位 ＡＤＣ 直 接 对 其 采 集 到 的数 据 进 行 处 理得 到土壤湿 度 。 ２ ． ３ 电源模块 系统 供 电采 用 电 源转 换 器直 接 将２ ２ ０ Ｖ 交流电转为 １ ２ Ｖ直 流 电 ， 用 于 给 水 泵 和 土 壤湿度传感器供电。 ＭＳ Ｐ ４ ３ ０ 单 片 机 的 供 电 电压为３ ． ３ Ｖ， 为保证 散热效果 ， 采 用 二 级 降压 的方 式 分 散 热 量 ， 集 成 ＬＭ ２ ５ ９ ６ 与 Ｌ Ｍｌ １ ｌ ７ ， 依次将 ｌ ２ Ｖ直 流 电压 转 为 ５ Ｖ和 ３ ． ３ Ｖ电压 ， 取３ ． ３ Ｖ为 ＭＳ Ｐ４ ３ ０ Ｆ ５ ４ ３ ８ 、 土壤 温 度传感 器及无线通 讯模块供 电。 电路 图 如图４ Ｎ示。 ２ ． ４灌 溉控 制模块
基于单片机控制的智能灌溉系统设计
基于单片机控制的智能灌溉系统设计摘要：随着环保意识的提高和城市化的不断推进，对于生态环境的保护和土地资源的合理利用变得日益重要。
智能灌溉系统是一种高效、节约资源、减少人力投入、降低成本的新型灌溉方式。
本文基于单片机控制的智能灌溉系统设计方案，通过选用合适的硬件平台、传感器和控制算法来实现自动智能控制和数据采集，实现对农田的灌溉和水肥管理的自动化，提高农田利用率，节约资源，以保障农业生产的发展和生态环境的改善。
关键词：智能灌溉系统、单片机控制、灌溉管理、自动化控制、数据采集一、引言随着社会的不断发展和人们生活水平的提高，对于食品供应和农业生产水平的要求也越来越高。
无论是为了满足国家的粮食需求，还是为了保障人们的健康和生活安全，农业生产的发展显得格外重要。
然而，受自然环境和经济制约，农业生产的高效和规模化一直是制约农业发展的重要因素。
传统的灌溉方式依赖于人工操作，存在大量的人力资源浪费、水资源浪费和不稳定的管理问题。
因此，智能灌溉系统得到了越来越多的关注和应用，成为现代农业生产的重要一环。
二、智能灌溉系统硬件设计智能灌溉系统的设计包括硬件、软件和控制算法三个方面，本文重点对硬件设计进行讲述。
基于单片机控制的智能灌溉系统硬件包含传感器部分和控制器部分两个基本部分。
2.1 传感器部分设计智能灌溉系统需要使用多种传感器来实现对于土壤湿度、气温、空气湿度、光照强度等环境因素的准确检测，这些检测将作为控制决策的依据。
常用的传感器有土壤湿度传感器、温湿度传感器、光照传感器等。
本文选用黑色土壤湿度传感器和DHT11温湿度传感器作为实验材料，黑色土壤湿度传感器是一种直接放入泥土中进行检测的传感器，通过检测泥土中的电阻率变化来检测土壤湿度；DHT11温湿度传感器是一种数模转换器，用于测量相对湿度和温度。
这两种传感器可以为系统提供准确可靠的数据，并通过模拟到数字转换器将数据输出到控制器。
2.2 控制器部分设计智能灌溉系统的控制器是实现自动化控制和数据交换的重要部分，一般包括单片机、触摸屏、执行器和数据传输模块等组成。
基于物联网的温室大棚智能灌溉管理系统
基于物联网的温室大棚智能灌溉管理系统何中华下面我来分享一下我们利用TI 的MSP430F2618单片机作为主控芯片，结合LSD-RFMC-B401-A2射频模块组建的一个基于物联网的温室大棚智能灌溉管理系统。
我们的系统，通过对温室土壤的湿度、空气的温度、二氧化碳含量以及光照强度等信息的实时采集，和远程终端服务器的自动决策实现节水灌溉、光照控制及二氧化碳预警功能。
系统先以实现，并于2011年7月份参加全国大学生水利创新设计大赛荣获全国一等奖。
RF图一 数据采集及通信系统示意图我们系统的核心技术就是利用MSP430处理器控制各种传感器采集环境中的信息，包括光照、湿度、二氧化碳等，并将这些信息通过射频RF 模块发射出去，MSP430通过串口控制无线射频RF 模块。
此外，组成的物联网的协议方面也是在MSP430处理器上面实现的，一直以来都比较熟悉MSP430这款单片机，而且用起来也十分方便，很感谢TI 给我们带来的收获。
下面我就主要部分即MSP430软件设计部分拿来与各位分享一下：1、 数据帧格式图二帧结构2、 终端节点软件设计图三终端节点流程图由上面的流程图可知，终端节点接收的数据可以来自子节点的监测数据，也可以是来自上位机发出的命令数据。
如果终端节点要接收来自子节点的数据，必须要解决的就是发送冲突，为了解决冲突问题，借鉴CSMA/CA的原理，在开机启动是对所有节点进行一次同步，而且在每隔固定时间对网络上的节点进行再次同步处理。
如果接收的是来自上位机的命令，则直接将数据不做处理直接发送出去，数据由子节点来处理。
3、子节点软件设计图四协调器流程图子节点在完成网络生成及加入管理后，首先接收来自各传感器的温度、湿度、二氧化碳和光照数据，将数据融和、打包发送到终端服务器上（上位机软件）。
当服务器处理完数据后，将控制数据下传，唤醒子节点，实现对电磁阀等的控制。
子节点可以将传感器的数据传送到指定节点，也能响应来自终端节点的控制命令。
自动浇花控制系统的设计简版
⾃动浇花控制系统的设计简版学位论⽂独创性声明本⼈郑重声明：1、坚持以“求实、创新”的科学精神从事研究⼯作。
2、本论⽂是我个⼈在导师指导下进⾏的研究⼯作和取得的研究成果。
3、本论⽂中除引⽂外，所有实验、数据和有关材料均是真实的。
4、本论⽂中除引⽂和致谢的内容外，不包含其他⼈或其它机构已经发表或撰写过的研究成果。
5、其他同志对本研究所做的贡献均已在论⽂中作了声明并表⽰了谢意。
作者签名：⽇期：2014-05摘要本设计是基于MSP430G2553单⽚机设计的⼩型⾃动浇花控制系统。
它的⼯作原理是通过⼟壤湿度传感器检测到⼟壤的相对湿度，传输到单⽚机进⾏信息处理，将所测湿度值与设定湿度值对⽐，当⼤于设定湿度时，单⽚机输出控制信号，控制继电器开关吸合，继⽽启动⽔泵，实现⾃动浇花，当低于设定的湿度值，则停⽌浇花。
本系统浇灌⽅式智能，合理，能够在⽆⼈照看的情况下科学的对植物进⾏浇灌，避免植物因⽆⼈照料⽽枯死。
关键字：MSP430G2553单⽚机; ⼟壤湿度传感器; ⾃动浇花AbstractThis design is a small automatic watering control system,which is based onMSP430G2553 microcintroller . The operating principle of this system is to detect the relative humidity of thr soil by soil moisture sensor,and then sent to the microcontrollerfor information processing , then comparing moisture measurement value with the given humidity, the microcontroller outputs a control signal for controlling the relay switch , when measurement value is greater than the set value , then start the pump to water the flower automatically.When the humidity is below the set value ,then stop watering.The way of this watering system is intelligent and reasonable.It can watering plants scientifically in case of possible unattended to avoid plants due to unattended dead.Key words: MSP430G2553 microcontroller ; soil moisture sensor ;Automatic watering⽬录绪论 (1)1 系统设计 (1)1.1 系统分析 (1)1.2 系统框图 (1)2 硬件电路设计 (2)2.1 系统硬件原理图设计 (2)2.2 主要模块 (3)2.2.1 MSP430G2553单⽚机 (3)2.2.2 MSP430G2553的时钟设置和模数（A/D）转换模块 (3)2.2.2 电源模块电路设计 (4)2.2.3 ⼟壤湿度检测电路设计 (5)2.2.4 液晶显⽰电路设计 (5)2.2.5 ⽔泵控制电路设计 (6)3 软件设计 (7)3.1 软件设计思路 (7)3.2 主要模块流程图 (7)3.2.1 初始化程序 (8)3.2.2 LCD1602显⽰程序 (8)3.2.3 AD采样程序 (8)3.2.4 继电器控制程序 (9)3.2.5 延时程序 (9)4 设计总结 (9)参考⽂献 (9)致谢...................................................................................... 错误！未定义书签。
基于MSP430F169单片机的节能灌溉系统
基于MSP430F169单片机的节能灌溉系统李嫒;郭建强;李芳;董昊逸;漆淼;魏康;顾若男【期刊名称】《自动化技术与应用》【年(卷),期】2013(032)008【摘要】该系统利用土壤湿度、温度、次日天气、植物种类等信息作为模糊控制系统的输入变量,通过对输出的精确化来模糊决策灌水量,采用MSP430F169单片机的混合微处理能力,通过采集,分析,规划实现全天候的喷灌控制,并根据植物生长规律,自适应调节规划参数实现自动模糊控制,以达到“精确灌溉”和“节水降耗”的目的.【总页数】4页(P73-75,84)【作者】李嫒;郭建强;李芳;董昊逸;漆淼;魏康;顾若男【作者单位】西南交通大学物理科学与技术学院,四川成都 611756;西南交通大学物理科学与技术学院,四川成都 611756;西南交通大学物理科学与技术学院,四川成都 611756;西南交通大学物理科学与技术学院,四川成都 611756;西南交通大学物理科学与技术学院,四川成都 611756;西南交通大学物理科学与技术学院,四川成都611756;西南交通大学物理科学与技术学院,四川成都 611756【正文语种】中文【中图分类】TP368.1【相关文献】1.基于MSP430F147低功耗单片机节能灌溉系统研究 [J], 刘丹娟;肖江2.基于MSP430F169单片机和红外的多点温、湿度无线监测系统的设计 [J], 袁淑瑛;刘中原3.基于MSP430F169单片机的直流电子负载的设计 [J], 邵建设;郜文华;向云;熊文君4.基于MSP430F169单片机的声音定位系统 [J], 罗丽;马尚昌;汤志亚;黄敏;秦锐敏;尤媛;郭佳5.基于单片机的大规模农业智能灌溉系统设计与实现 [J], 郭锋因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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农 机 化 研 究
第 ７期
基 于 ＭＳ ３ 的 智 能 灌 溉 系 统 设 计 Ｐ４ ０
刘 善 梅 ，彭 辉
４０ ７ ） ３ ０ ０
（ 中农 业 大学 理 学 院 ，武 汉 华 摘
要 ： 针 对 传 统 灌 溉 系统 效 率 差 以及 现 有 智 能 灌 溉 系 统 设 计 复 杂 、 靠 性 差 等 问题 ， 出 了一 种 智 能 灌 溉 系 可 提
０ 引 言
传 统 的人 工灌 溉 方 式 既 浪 费 人 力 和水 资 源 ， 不 又
能和 结 构 自上 而 下 分 为 ３层 ： 中央 监 控 管 理 层 、 间 中 控制层 、 号转换 与执 行层。其 中， 信 中央 监 控 管 理 层 由Ｐ Ｃ机 、 印 机 等 组 成 ， 于 完 成 数 据 处 理 、 表 打 打 用 报 印 、 障报警 、 据查 询 、 中 间 控 制层 发送 控 制 指令 故 数 向 等 功 能 ； 间控 制层 主要 由一 个 到 多个 微 控 制 器 芯 片 中 ＭＳ４ ０ １７组 成 ， 成 与 中 央监 控 层 以及 与 信 号 转 Ｐ３Ｆ４ 完 换 与 执 行 层 的通 信 ； 号 转 换 与 执 行 层 主 要 由传 感 信
２ 系统硬 件设计
２ １ 系统 硬件 总体 设计 ． 本 系统 的硬 件 设 计 的 重 点 在 于 中 间控 制 层 和 信 号转 换 与执 行 层 电 路 的设 计 。 在 硬 件 电 路 设 计 过 程
作者简介 ：刘善梅 （ ９ ９一） 女 ， １７ ， 湖北 襄樊人 ， 士研究 生 ， Ｅ— ａ ） 博 （ ｍ ｉ ｌ
Ｄ， ２个 Ｕ Ａ Ｔ，４ ｋ ｆ ｓ ， ｋ Ｒ Ｍ， ８位 Ｉ 口、 Ｓ Ｒ １ ０ Ｂ ａｈ ５ Ｂ Ａ ４ ｌ Ｏ 硬
的湿 度 等物 理 量 转换 为 电压 或 者 电 流信 号 ， 将 信 号 并 传 人 中间控 制 层 ， 电磁 阀 由 中 间控 制 层 发 送 来 的驱 动 信 号 启 动 。 中央监 控 管 理层 的 Ｐ Ｃ机 与 中间 控 制 层 的 单 片 机之 间 的通信 通 过 Ｒ Ｓ一４ ５通 信 接 口实 现 。 ８
制 芯片 ， 配 以较 多 的模 拟 电路 和 逻 辑 门 电路 ， 设 并 其
计复 杂 ， 功耗 、 定 性 和 可 靠性 难 以 得 到 保 证 ， 以很 稳 所 有必 要利 用 新 型 的性 能 更 高 的 器 件 来 重新 设 计 系 统 。 Ｔ 公 司的 ＭＳ ４０系 列 单 片 机 集 成 了 大 量 的 外 围 部 Ｉ Ｐ３ 件 ， 低 工作 电压 、 低 功 耗 、 性 能 的微 控 制 器 。与 是 超 高 Ｍ Ｓ １ 其 它微 控 制器 相 比 ， Ｐ ３ Ｃ５ 等 ＭＳ ４０具 有 很 多优 势 ： 它 具有 １ ６位处 理 器 ； 内部集 成 了 ８路 １ 高 精度 Ａ ２位 ／
器、 电磁 阀等 组 成 ， 感 器 将 现 场 的 温 度 、 照 、 壤 传 光 土
能准确 及 时地 满 足植 被 的水 分 和 营养 需 求 … 。 因此 ，
随着计算机技术和传感器技术 的发展 ， 智能灌 溉系统
应运 而 生 ， 并且 取 得 了 很 大 的 发 展 。 现有 的智 能 灌 溉 系统 控 制器 通 常 采 用 ＭＣ ５ Ｓ １等 其 它 微 控 制 器 作 为控
ＩＰ１ ｌＳ机 …ＳＦ 单 ｌ Ｐ１ ｌ４４ Ｍ０ Ｓ机 ４ 片 ３ Ｆ Ｍ片． １ ３７ 单 ４ ０ ４７ Ｍ １ ３ Ｐ ０ Ｆ
单片机
靠性高 、 稳定 性 强 、 济 能灌 溉 系统 。
１ 系统总体 设计
图 １ 智能灌溉 系统总体框 图
统设 计 的 新 方案 。该 方 案 以 自带 １ ２位 Ａ Ｃ的 ＭＳ ４ ０单 片 机 作 为 嵌 入 式 微 处 理 器 ， Ｐ Ｄ Ｐ３ 以 Ｃ机 为 上 位 机 ， 成 一 构 种主 从 式 系统 ， 简 化 系 统 硬 件设 计 的同 时 ， 效 地 实 现 了 智 能 节 水 灌 溉 的 目的 。 该 系 统 工 作 稳 定 、 靠 性 高 ， 在 有 可
本 文介 绍 的智 能 灌 溉 系 统 采 用 具 有 三 级 结 构 的 集散 型 控制 系 统 ， 图 １ 示 … 。整 个 控 制 系统 按 功 如 所
收 稿 日期 ：２ ０ ０ ９—１ ０—１ ５
Ｆ ｇ １ Ｔ ｅ ｂ ｏ ｋ ｄ ａ ｒ ｍ ｆｔ ｅ ｉ ｔｌｉｅ ｔｉ ｉａ ｉ ｎ ｓ ｓ ｅ ｉ． ｈ ｌ ｃ ｉｇ ａ ｏ ｈ ｎ ｅ ｌ ｎ ｒ ｇ ｔ ｙ ｔ ｍ ｇ ｒ ｏ
件乘 法 器 、 门狗 ， 看 比较 器 等 丰 富 的资 源 ； 够 工 作 在 能
１ ８～ ． Ｖ 的宽 电压 范 围 内 ； 有 ５种低 功耗 工作 模 ． ３６ 具
中监 ｐ ｒ ＝ 天等息ｌ 央控０ ＝／ｎｎ 拳｛ 气信 ｃ ＝ ｔｅ ＝ ｔ 、 ｅ；
Ｒ４通 接 （者线 信 口 ｓ８ 信 口或无通 接 ） 一５
具 有 较 好 的适 用 性 。
关键词 ：Ｍ Ｐ ３ 片机 ；智能灌溉 系统 ；Ａ Ｃ；Ｐ Ｓ ４ ０单 Ｄ Ｃ上位机
中 图分 类 号 ：Ｔ ２ ３ ５ Ｐ ７ ． 文 献 标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１ ０ ０ ３—１ ８ ２ １ ） ７－０ １ ０ ８ Ｘ（ ０ ０ ０ １ ７— ４
砖
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式， 在不 同的 模 式 下 消 耗 电 流 为 ０ １～３ ０ Ａ 。本 ． ４￣ 文 以 Ｍ Ｐ ３ Ｆ４ Ｓ ４０ １７作 为 微 控 制 器 ， 同时 结 合 其 它 外 围
器 件 分别 从 硬 件 和 软 件 两 个 方 面 介 绍 一 种 新 型 的 可
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