土壤湿度检测及自动浇水系统设计

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自动浇花系统的设计

自动浇花系统的设计一、系统结构1.传感器：用于检测植物的土壤湿度、光照强度和温度等环境参数。

2.执行器：用于执行浇水、调节光照和温度等操作。

3.控制器：用于接收传感器的信号并根据设定的规则控制执行器的工作。

4.电源：为系统提供电力供应。

二、系统原理1.传感器测量土壤湿度、光照强度和温度等参数，将测量结果发送给控制器。

2.控制器根据预设的浇水规则来判断是否需要浇水。

如果土壤湿度低于设定的阈值，则控制器会发送指令给执行器打开水泵进行浇水，直到土壤湿度达到设定的阈值。

3.控制器还可以根据光照强度和温度等参数来控制灯光和加热器等设备，以提供适合植物生长的环境条件。

4.控制器可以根据不同植物的生长需求设置不同的浇水规则和环境参数，以满足不同植物的需求。

三、系统特点1.精确浇水：通过传感器检测土壤湿度，可以实现精确的浇水量控制，避免因过量浇水而导致植物死亡，也避免因缺水而导致植物枯萎。

2.节约资源：自动浇花系统可以根据植物的实际需求来调节浇水量和浇水时间，避免浪费水资源。

3.方便管理：通过控制器可以对植物的生长环境进行实时监控和调节，可以根据不同植物的需求进行灵活的管理。

4.提高生产效益：自动浇花系统可以提高浇水的效率和一致性，保证植物的生长环境稳定，从而提高植物的产量和品质。

四、系统实现1.选择合适的传感器：根据植物的需求选择适合的土壤湿度传感器、光照传感器和温度传感器等。

2.设计合适的控制器：选择适合的控制器，如基于单片机或微处理器的控制器，并编写相应的程序控制传感器和执行器的工作。

3.安装执行器和控制器：根据实际情况安装水泵、灯光和加热器等执行器，并将它们与控制器进行连接。

4.设置浇水规则和环境参数：根据不同植物的需求设置浇水规则和环境参数，如浇水量、浇水时间、光照强度和温度范围等。

5.测试和优化系统：在安装完成后，对系统进行测试，并根据测试结果对系统进行优化，以确保系统的稳定性和可靠性。

五、应用场景自动浇花系统可以广泛应用于花卉种植、园林绿化和农业生产等领域。

自动浇花系统策划书3篇

自动浇花系统策划书3篇篇一《自动浇花系统策划书》一、项目背景随着人们生活节奏的加快和对生活品质的追求，越来越多的人喜欢在家里种植花卉来美化环境和增添生活情趣。

然而，由于工作繁忙或外出等原因，常常无法按时给花卉浇水，导致花卉生长不良甚至死亡。

因此，设计一款自动浇花系统具有重要的现实意义。

二、项目目标设计并开发一款能够根据花卉的需水情况自动浇水的系统，提高花卉的养护效率和质量，同时方便用户远程监控和管理。

三、系统功能1. 自动检测土壤湿度：通过湿度传感器实时监测土壤的湿度情况，并根据设定的阈值进行判断。

2. 自动浇水：当土壤湿度低于设定阈值时，系统自动启动浇水装置进行浇水，直到湿度达到设定范围。

3. 定时浇水：用户可以根据花卉的生长习性和季节变化，设置定时浇水功能，确保花卉得到及时的水分供应。

4. 远程监控与控制：通过手机 APP 或网页端，用户可以实时查看土壤湿度、浇水状态等信息，并可以远程控制浇水系统的启动和停止。

5. 缺水报警：当系统检测到土壤严重缺水时，向用户发送报警信息，提醒用户及时处理。

6. 数据记录与分析：系统记录土壤湿度的历史数据，用户可以通过数据分析了解花卉的需水规律，以便更好地进行养护管理。

四、系统组成1. 湿度传感器：用于检测土壤湿度。

2. 浇水装置：包括水泵、水管、喷头等，负责进行浇水操作。

3. 控制模块：包括微控制器、电源模块等，负责对系统进行控制和数据处理。

4. 通信模块：用于实现系统与手机 APP 或网页端的通信。

5. 手机 APP 或网页端：方便用户远程监控和管理系统。

五、技术方案2. 浇水装置采用小型水泵和可调节喷头，根据花卉的需水量和分布情况进行合理的浇水布局。

3. 控制模块采用性能稳定的微控制器，具备较强的数据处理能力和低功耗特性。

4. 通信模块采用无线通信技术，如 Wi-Fi、蓝牙等，方便用户随时随地进行远程监控和管理。

5. 手机 APP 或网页端采用简洁明了的界面设计，方便用户操作和查看系统信息。

基于无线传感器网络的土壤湿度监测与灌溉控制系统设计

基于无线传感器网络的土壤湿度监测与灌溉控制系统设计引言随着人口的增长和水资源的日益紧张，有效的土壤湿度监测和灌溉控制系统的设计变得越来越重要。

基于无线传感器网络的土壤湿度监测与灌溉控制系统能够实时监测土壤湿度，并根据数据进行智能化的灌溉控制，节约水资源并提高农作物的产量和质量。

本文将重点介绍该系统的设计原理和关键技术。

1. 系统设计原理基于无线传感器网络的土壤湿度监测与灌溉控制系统主要由三部分组成：传感器节点、无线通信网络和灌溉控制器。

1.1 传感器节点传感器节点是系统的核心部分，用于实时监测土壤湿度。

传感器节点由土壤湿度传感器、微处理器、无线通信模块和能量供应模块组成。

土壤湿度传感器通过测量土壤中的水分含量来获取土壤湿度数据。

微处理器用于处理和存储数据，并控制传感器节点的工作。

无线通信模块负责将数据传输给网络中的其他节点或中央控制器。

能量供应模块可以使用太阳能电池板或者电池等方式为传感器节点提供能量。

1.2 无线通信网络无线通信网络是传感器节点之间进行数据传输的主要方式。

传感器节点通过无线通信模块与网络中的其他节点进行通信。

为了保证通信的稳定性和可靠性，我们可以采用路由协议来优化网络拓扑结构，并设置合适的传输频率和功率。

1.3 灌溉控制器灌溉控制器根据传感器节点获取的土壤湿度数据，实现智能化的灌溉控制。

通过与传感器节点通信，灌溉控制器可以根据不同的土壤湿度设定值来决定是否进行灌溉。

当土壤湿度低于设定值时，灌溉控制器将启动灌溉系统进行补水。

当土壤湿度达到设定值时，灌溉控制器将停止灌溉，以避免过度灌溉。

2. 关键技术2.1 省电技术由于传感器节点分布在广大的农田中，很难通过传统的供电方式为节点提供稳定的能量。

因此，采用省电技术非常重要。

传感器节点可以通过降低工作频率、选择低功耗的微处理器和优化数据传输协议等方式来减少能量消耗。

2.2 数据传输与处理技术在无线传感器网络中，大量的数据需要传输和处理。

智能农业中的土壤水分监测与灌溉系统设计

智能农业中的土壤水分监测与灌溉系统设计智能农业的快速发展为农业生产带来了巨大的变革，其中土壤水分监测与灌溉系统设计成为农业领域中的重要组成部分。

本文将探讨智能农业中的土壤水分监测技术以及基于监测结果进行的灌溉系统设计，以期提高农业生产的效益与可持续性。

一、土壤水分监测技术在传统农业生产中，农民通常无法准确了解土壤的水分情况，只能根据经验进行灌溉。

然而，过多或过少的灌溉均会对作物生长产生负面影响，造成资源浪费和产量损失。

智能农业中的土壤水分监测技术能够准确、实时地获取土壤水分信息，为灌溉决策提供科学依据。

1. 传感器技术传感器是土壤水分监测的核心工具之一。

传感器可通过探测土壤中水分含量的变化，提供准确的水分数据。

常见的土壤水分传感器包括电阻式传感器、电容式传感器和频域传感器等。

这些传感器在安装方便、数据准确性高等方面具有优势，可以满足不同农作物的需求。

2. 无线通信技术土壤水分监测需要实时传输数据，以便农民能够及时获取土壤水分的情况。

无线通信技术（例如无线传感网络和LoRaWAN）能够实现传感器与农业管理系统之间的数据传输，使农民可以通过手机或电脑随时监测土壤水分状况。

这种技术的应用为土壤水分监测带来了极大的便利。

二、灌溉系统设计基于土壤水分监测结果的灌溉系统设计可以针对不同农作物和土壤条件，合理安排灌溉方案，以优化农业生产。

1. 灌溉决策算法根据土壤水分传感器采集的数据，灌溉决策算法能够分析土壤水分状况，并制定灌溉方案。

常见的算法包括时域反演法、频域反演法和经验阈值法等。

这些算法可以根据土壤特点和不同农作物的需水量，合理调控灌溉量和灌溉频次，避免浪费水资源并提高灌溉效率。

2. 自动化灌溉系统基于土壤水分监测结果的灌溉系统设计不仅能够进行智能化的决策，还可以实现自动化的灌溉操作。

通过与无线传感网络和执行机构的配合，农民可以远程控制灌溉系统，减轻劳动强度并提高工作效率。

自动化灌溉系统还可以与气象数据和植物生长模型相结合，进行动态调整，以确保农作物的健康生长。

土壤湿度测量系统的设计

SPEAKER
Q1 R2 2.2k PNP901 2 SW-PB S2 S1 GND 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 C2 30P
U1 +5 P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7 REST P3.0/RXD P3.1/TXD P3.2/INT0 P3.3/INT1 P3.4/T0 P3.5/T1 P3.6/WR P3.7/RD XTAL2 XTAL1 GND STC8 9C52 R15 30K R13 200 K
+5 D2 2 GND 2 K A LED D1 K A LED 1 R7 1k 1 R8 1k
160 2 16PIN
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
R9 10k
GND +5 GND
11 12 13 14 15 16
D0D1D2D3D4D5D6D7
GND +5
R10 1.5k LS1 +5
6.按键模块

在设置设定值的界面里S1为确定键，S2为下翻键，S3上翻键。设置界面里有最低值设置和最高值设置两个选项。设置设定值时，S1为确定键，S2为加一键，S3为减一键。这些按键通过P1.3、P1.4、P1.5三个引脚与单片机相连。
开始
软件设计模块
扫描键盘
否
是否有摁键下
是
测量土壤湿度
土壤湿度测量系统的设计
大体计划设计：为了能够精确的测出土壤湿度，设计了以 AT89C52单片机为核心的土壤湿度计。硬件部分采用 LCD1602作为显示屏，土壤湿度传感器则采用HSll01，它是一款电容式传感器，电容值会随湿度的变化而变化，将 HS1101置于555振荡电路中，将电容信号转换为电压频率信号。利用单片机的中断读取数据，以单片机为核心对数据进行记录、存储、处理和报警。电源接口采用的是USB 接口。软件部分则采用C语言实现，通过分模块编写程序，逐一实现土壤湿度测试，报警等功能。

基于土壤定时检测的家庭自动浇花系统设计

摘要本系统设计的是基于土壤定时检测的家庭自动浇花系统设计，选用8位单片机AT89C51作为主控芯片。

系统采用模块化思想设计，主要由控制模块、湿度传感器检测模块、LCD液晶显示模块、控制执行模块、时钟及复位模块和报警模块几大部分主成。

此系统主要设计思想就是利用湿度传感器检测土壤的湿度，采集的湿度传送到单片机处理单元，单片机根据湿度控制电磁阀自动给花卉浇水。

在此过程中无需人为的操作，就能实现自动给花卉浇水，大大的提高了花卉浇水控制的自动化水平，并具有扩展性好、实用性强、便于操作等特点。

此系统是利用单片机实现自动浇花，使用的方式是湿度浇花。

其原理就是根据一个湿度传感器对土壤的湿度进行检测，当检测的湿度低于设定的下限湿度时，则启动报警并开始用水浇花，到了设定的湿度就停止浇花；当检测的湿度高于设定的上限湿度时，则启动报警但不作动作。

且用LED灯显示电磁阀的状态，在此选取二个LED灯，当其中一个显示红色灯时，表示电磁阀不动作，不对花卉进行浇水；另一个为绿色灯时，则表示电磁阀动作，对花卉进行浇水。

还能通过按键对湿度的上下限和定时时间进行设置，这样就能在不同的季节中花卉可以更好的生长，让它随时都处在良好的生存环境中。

【关键词】AT89C51 湿度传感器LCD液晶显示器LED灯ABSTRACTThe system design is based on the soil testing regularly family automatic watering system design, chooses 8-bit single chip microcomputer AT89C51 as the main control chip. System adopts modular design thought, mainly by the control module, the humidity sensor detection module, LCD liquid crystal display module, control module, clock module and alarm module, most of the Lord. This system main design idea is to use the humidity of soil humidity sensor detection, acquisition of humidity transmitted to MCU processing unit, SCM according to the humidity control solenoid valve automatic watering flowers. Without artificial operation in the process, can realize automatic watering flowers, greatly improve the automation level of the flower watering control, and has good expansibility, strong practicability, convenient operation and so on.This system is to use single chip microcomputer automatic watering the flowers, use the way of humidity is watering the flowers. Its principle is based on a humidity sensor to test the soil humidity, when humidity is lower than set the lower limit of the humidity test, start the alarm and begin to water the flowers, the setting humidity stopped watering the flowers; When humidity is higher than set the upper limit of moisture test, start the alarm but does not make the movement. And state of solenoid valve with LED lights show that the selection in the two LED lights, when one of the red light, said electromagnetic valve is not action, not watering the flowers; A second for the green light, the said electromagnetic valve action, to water flowers. Can also through the buttons on the humidity of the lower limit of time and timing set, so you can in the different season flowers can grow better, to make it all the time in the good living environment.【Key words】AT89C51 Humidity sensor LCD liquid crystal display LED lights目录前言 (1)第一章单片机的概述 (2)第一节单片机的发展历史 (2)第二节单片机未来的发展 (3)第二章系统的总体设计方案 (4)第一节设计内容及基本要求 (4)一、设计内容 (4)二、基本要求 (4)第二节系统框图 (4)第三节系统设计方案 (5)第四节系统完成的技术指标 (6)第五节系统设计原则 (6)一、可靠性 (6)二、操作维护方便 (6)三、性价比 (7)第三章硬件电路设计 (8)第一节控制电路模块 (8)一、单片机的基本概念 (8)二、MS-51单片机内部结构 (8)三、MS-51单片机的引脚及功能 (9)四、AT89C51芯片引脚图 (10)第二节振荡电路及复位电路 (10)一、振荡电路设计 (10)二、复位电路设计 (11)第三节报警电路 (14)第四节LCD1602液晶显示电路 (14)第五节键盘接口原理 (16)一、键盘输入应解决的问题 (16)二、键盘的工作原理 (18)第六节传感器的选择及简介 (20)一、传感器的选择 (20)二、SHT11的引脚功能 (21)三、SHT11的内部结构和工作原理 (21)第七节系统整体硬件电路图 (23)第八节本章小结 (23)第四章系统软件设计 (24)第一节系统软件设计程序流程图 (24)第二节初始化模块 (25)第三节传感器模块 (25)第四节液晶显示模块 (26)第五节报警电路模块 (27)第六节按键处理 (28)一、按键消抖编程 (28)二、撺键的处理 (28)第五章系统调试 (31)第一节软件调试 (31)一、Proteus软件 (31)二、Keil C51软件 (33)结论 (35)致谢 (36)参考文献 (37)附录 (38)一、英文原文 (38)二、英文翻译 (42)三、源程序 (46)前言伴随着经济的快速发展，人们的物质生活水平得大了极大的提高，越来越多的人开始在家庭和办公室内种养一些花卉盆景。

基于物联网的智能农业土壤湿度监测与水资源管理系统设计

基于物联网的智能农业土壤湿度监测与水资源管理系统设计智能农业是利用先进的物联网技术，对农业生产过程进行全面的监测和管理，以提高农作物的产量和质量，实现农业生产的可持续发展。

其中，土壤湿度监测与水资源管理是智能农业系统中的重要环节。

本文将围绕基于物联网的智能农业土壤湿度监测与水资源管理系统进行设计，并分析其原理、核心功能和技术实现。

一、系统原理基于物联网的智能农业土壤湿度监测与水资源管理系统通过传感器网络实时监测农田的土壤湿度情况，并将数据上传至云端服务器进行分析和处理。

同时，系统还结合水资源管理模块，通过对土壤湿度的监测和预测，实现对农田的灌溉控制和水资源的合理利用。

二、核心功能1. 实时监测土壤湿度：系统通过部署在农田中的传感器网络，实时采集土壤湿度数据，并传输至云端服务器。

农民可以通过手机、电脑等终端设备随时了解农田土壤湿度情况。

2. 数据分析与预测：云端服务器对采集到的土壤湿度数据进行分析和处理，通过建立数学模型，实现对农田土壤湿度的预测。

农民可以根据预测结果，合理安排灌溉和施肥等农业生产活动。

3. 远程灌溉控制：系统通过智能灌溉系统和控制器，实现对农田的自动灌溉控制。

根据土壤湿度的监测结果和预测数据，系统可以自动调节灌溉设备的工作时间和水量，以实现精准的农田灌溉。

4. 水资源管理：系统实时监测和记录农田的用水情况，通过对农田水资源的合理管理，控制浪费和过度使用，提高水资源的利用效率。

三、技术实现1.传感器网络：系统通过在农田中部署感应器和物联网模块，实现对土壤湿度的监测。

传感器采集到的数据通过无线网络传输至云端服务器。

2.云端服务器：系统将传感器采集到的土壤湿度数据上传至云端服务器，在服务器上进行存储、分析和处理。

通过云计算技术，实现数据的实时更新和用户的远程访问。

3.数据分析与预测：通过统计学和数学模型，对土壤湿度数据进行分析和预测。

依据历史数据和环境因素，建立相应的预测模型，以提供农民合理的农业生产决策。

智能农业中的土壤水分监测与自动灌溉系统设计

智能农业中的土壤水分监测与自动灌溉系统设计引言土壤水分是农作物生长和发育的关键因素之一。

合理的土壤水分管理可以提高农作物的产量和品质，减少用水量和化肥浪费，保护环境。

因此，在智能农业中，土壤水分监测与自动灌溉系统的设计是非常重要的。

一、土壤水分监测技术1. 传感器技术传感器是最常用的土壤水分监测技术之一。

传感器可以测量土壤的电导率、电容率或介电常数等物理参数，通过这些参数来获取土壤的水分含量。

传感器可分为接触传感器和非接触传感器。

接触传感器需要插入土壤中进行测量，而非接触传感器则可以通过遥感技术进行水分监测。

2. 红外热像仪红外热像仪是一种非接触式的土壤水分监测技术。

它利用红外辐射测量土壤的表面温度，进而推测土壤的水分含量。

红外热像仪可以实现大范围的土壤水分监测，并且具有实时性和高精度的优势。

二、智能农业中的自动灌溉系统设计1. 决策支持系统自动灌溉系统的设计需要基于土壤水分监测数据进行决策。

决策支持系统可以根据土壤水分的变化情况，自动调节灌溉量和时间，以达到最佳的灌溉效果。

决策支持系统可以利用人工智能技术，通过学习和优化算法进行决策，并且可以根据农作物的需求进行个性化的灌溉管理。

2. 智能灌溉设备智能农业中的自动灌溉系统需要搭配智能灌溉设备。

智能灌溉设备可以根据决策支持系统的指令，自动调节灌溉设备的开关、水流量和灌溉时长等参数。

智能灌溉设备可以采用微型喷头、滴灌系统或喷灌器等多种形式，以满足不同农作物和土地的需求。

三、智能农业中的土壤水分监测与自动灌溉系统的应用1. 提高农作物产量智能农业中的土壤水分监测与自动灌溉系统设计可以更加精确地调控农作物的灌溉量，保证农作物在生长过程中充足的水分供应，从而提高作物的产量和品质。

此外，自动灌溉系统能够及时识别和解决干旱和水浸等极端天气情况对农作物的不利影响。

2. 节约水资源智能农业中的自动灌溉系统可以根据土壤水分监测数据进行精确的灌溉调控，避免了传统农业中的过度灌溉和水资源浪费问题。

智能浇灌系统的设计

智能浇灌系统的设计
智能浇灌系统是一种基于计算机技术和传感器技术的自动化系统，能够根据植物的需水情况，自动调节浇水量和浇水频率，实现对植物的精确浇水。

智能浇灌系统的设计主要包括以下几个方面的内容。

系统需要通过传感器来实时监测植物的土壤湿度。

传感器可以通过测量土壤中的电导率或电容来判断土壤的湿度情况。

当土壤湿度低于一定阈值时，传感器将向控制系统发送信号，触发浇水程序。

系统需要根据植物的需水情况来调节浇水量和浇水频率。

为了实现这一功能，系统需要预先设置各种植物的浇水需求参数。

根据不同植物的需水情况和环境条件，系统可以自动计算出需要浇水的量和时间。

系统还可以根据天气预报数据来预测未来的天气情况，进一步调整浇水计划。

系统需要具备自动控制的能力。

一旦传感器检测到土壤湿度低于阈值，系统将自动开启水泵或喷灌设备，进行浇水操作。

当土壤湿度达到设定的目标值时，系统将自动关闭水泵或喷灌设备，停止浇水。

系统还可以结合其它环境参数来优化浇水效果。

系统可以通过测量温度、湿度和风速等参数，判断植物是否需要额外的蒸发冷却或避免在高风速下浇水。

系统还可以通过监测日照时间来调整浇水频率。

系统需要具备远程监控和控制的功能。

用户可以通过手机App或电脑软件远程监控植物的生长状况和系统的工作状态。

用户还可以通过远程控制调整浇水计划，并查看历史数据和报表统计，以便更好地管理植物的生长。

农田土壤湿度监测与农灌控制系统设计

农田土壤湿度监测与农灌控制系统设计农业是人类生活中的重要组成部分，而农田土壤的湿度对于农作物的生长和产量起着至关重要的作用。

因此，开发一套高效、准确的农田土壤湿度监测与农灌控制系统对于提高农作物的产量和质量具有极大的意义。

一、农田土壤湿度监测系统的设计农田土壤湿度监测系统是实现自动化农灌水的关键。

该系统需要具备以下几个关键功能：1. 传感器网络：通过布设传感器网络，实时监测农田不同区域的土壤湿度。

传感器应具备高精度、低功耗、长寿命等特点，并能够稳定的运行在复杂的农田环境中。

2. 数据采集与传输：传感器采集到的土壤湿度数据需要实时传输到数据中心进行处理和分析。

可以利用无线传输技术，如LoRa、NB-IoT等，将数据传输到中央处理系统。

3. 数据处理与分析：中央处理系统接收到传感器上传的湿度数据后，对数据进行处理和分析，从中提取有用的信息。

这些信息可以用来判断土壤湿度的状况，并预测未来的变化趋势。

4. 数据展示与报警：处理系统需要将农田土壤湿度的实时情况以直观的形式展示给用户，可以通过网页、手机应用等方式呈现。

同时，系统还需要具备报警功能，当土壤湿度超过或低于设定的阈值时，及时发出警报，提醒农户进行相应的灌溉或排水操作。

二、农田农灌控制系统的设计农灌控制系统是根据土壤湿度情况进行农田灌溉的关键。

该系统需要具备以下几个关键功能：1. 智能控制：根据农田土壤湿度数据的变化情况，智能地控制灌溉系统的开关和运行时间。

可以采用模糊控制、PID控制等算法，实现对农田灌溉的自动化控制。

2. 多级控制：考虑到不同农作物对土壤湿度要求的差异，可以将农田划分为不同的控制区域，分别设置不同的灌溉参数。

这样能够更好地满足不同农作物的灌溉需求，实现精准灌溉。

3. 节水环保：为了提高灌溉的效率和节约水资源，可以结合天气预报、降雨传感器等信息，合理调整和节制灌溉量。

通过优化灌溉策略，减少过度灌溉和水资源的浪费，实现节水和环保。

4. 报警与故障检测：系统应具备灌溉异常和故障检测功能。

农田土壤湿度监测与灌溉系统设计

农田土壤湿度监测与灌溉系统设计随着人口的增长和气候变化，农田灌溉系统的优化变得越发重要。

农田土壤湿度监测与灌溉系统设计可以有效地帮助农民更加科学地管理土壤水分，提高农作物的产量和质量。

本文将介绍农田土壤湿度监测与灌溉系统设计的重要性，并针对不同类型的农田提出相应的解决方案。

首先，农田土壤湿度监测与灌溉系统设计对农民来说是非常重要的。

通过实时监测土壤湿度，农民可以掌握土壤的水分状态，从而及时调整灌溉水量和灌溉时间，避免过度或不足的灌溉。

这样不仅可以节约水资源，还可以减少农作物的病虫害发生，提高农田的产量和质量。

而传统的人工观察方法无法准确地判断土壤湿度，因此需要借助现代科技来进行监测与灌溉系统设计。

针对不同类型的农田，我们可以提出不同的解决方案。

对于小型农田，可以采用传感器网络的方式进行土壤湿度监测与灌溉系统设计。

在农田中布置一定数量的土壤湿度传感器，利用物联网技术将传感器数据传输到农田管理平台。

农民可以通过手机等设备实时查看土壤湿度状态，并根据不同农作物的需水量进行灌溉控制。

这样可以提高农田的自动化程度，减少人力投入，提高灌溉效率。

对于大型农田，可以采用无人机技术进行土壤湿度监测与灌溉系统设计。

无人机配备高精度的遥感传感器，可以对农田进行大范围的土壤湿度监测。

传感器数据将通过无人机自动上传到云平台，农民可以通过云平台实时查看土壤湿度图像，并根据数据进行灌溉控制。

无人机灌溉系统可以根据不同农田的需水量和地形特点，精确控制灌溉水量和灌溉区域，达到节约水资源的目的。

同时，无人机灌溉系统还可以与气象数据进行联动，根据天气预报自动调整灌溉计划，减少因天气变化导致的过度或不足的灌溉。

除了土壤湿度监测，农田灌溉系统设计还应考虑其他因素。

例如，农田土壤类型、坡度、降水量等都会影响灌溉系统的设计。

在设计灌溉系统时，需要综合考虑这些因素，选择合适的灌溉方式和设备。

例如，在土壤排水性较差的地区，可以采用滴灌或微喷灌等局部灌溉方式，以减少水分的流失。

土壤湿度测控智能灌溉系统的设计

TECHNOLOGY AND INFORMATION150 科学与信息化2023年6月下土壤湿度测控智能灌溉系统的设计*张晋轩1，2 张腾飞1，2 潘丽霞3 罗文卓1，2 莫东昇41. 广西大学行健文理学院广西南宁 530007；2. 广西农业职业技术大学广西南宁 530007；3. 广西电网公司贵港平南供电公司广西平南 537300；4. 广西电网公司新电力集团藤县供电公司广西梧州 543300摘要智能灌溉系统是以节水为主要目的，实时对土壤湿度进行监测，根据不同的植物在其生长期间对土壤湿度的不同需求进行灌溉的系统。

本系统由中央控制部分、湿度测控部分、蓄水部分、灌溉部分、天气测控部分，共5个模块构成。

该系统通过湿度传感器采集土壤湿度与系统数据进行比较，结合当日天气情况对植物状态进行测评，进而制定出合理的灌溉措施。

系统数据由农作物大数据分析得出，保证了灌溉的科学性、合理性。

关键词系统设计；单片机；蔬菜大棚；传感器；智能灌溉Design of Intelligent Irrigation System for Soil Moisture Measurement and Control Zhang Jin-xuan 1,2, Zhang Teng-fei 1,2, Pan Li-xia 3, Luo Wen-zhuo 1,2, Mo Dong-sheng 41. Guangxi University Xingjian College of Science and Liberal Arts, Nanning 530007, Guangxi Zhuang Autonomous Region, China;2. Guangxi V ocational University of Agriculture, Nanning 530007, Guangxi Zhuang Autonomous Region, China;3. Guangxi Power Grid Company Guigang Pingnan Power Supply Company, Pingnan 537300, Guangxi Zhuang Autonomous Region, China;4. Guangxi Power Grid Company New Power Group Tengxian Power Supply Company, Wuzhou 543300, Guangxi Zhuang Autonomous Region, ChinaAbstract Intelligent irrigation system is a system that monitors soil moisture in real time manner with the main purpose of saving water, and irrigates according to the different needs of different plants for soil moisture during their growth period. This system consists of 5 modules: central control part, humidity measurement and control part, water storage part, irrigation part, weather measurement and control part. This system collects soil moisture through humidity sensors and compares it with system data, evaluates the state of plants based on the weather conditions on the same day, and then formulates reasonable irrigation measures. The system data is obtained from crop big data analysis, which ensures the scientific and rational nature of irrigation.Key words system design; single-chip computer; vegetable greenhouses; sensor; smart irrigation引言地球表面72%被水覆盖淡水资源仅仅有0.75%在淡水资源中又有70%存在于冰层中，总体来说地球的淡水资源很稀缺，对水资源的合理利用十分重要。

面向智能农业的土壤湿度监测与灌溉控制系统设计

面向智能农业的土壤湿度监测与灌溉控制系统设计智能农业技术的快速发展，为农业生产提供了更多的科技支持和解决方案。

其中，土壤湿度监测与灌溉控制系统作为智能农业的重要组成部分，具有巨大的潜力和市场需求。

本文将围绕面向智能农业的土壤湿度监测与灌溉控制系统设计展开讨论，从系统原理、传感器选择、数据处理和灌溉控制等方面进行探讨。

1. 系统原理面向智能农业的土壤湿度监测与灌溉控制系统的设计目标是实现精确的土壤湿度监测，并根据监测结果控制灌溉系统，以实现智能化、高效化的农业生产。

系统原理主要包括土壤湿度监测、数据处理和灌溉控制三个部分。

首先，土壤湿度监测模块通过选取合适的传感器监测土壤湿度，并将实时数据传输到数据处理模块。

其次，数据处理模块对接收到的土壤湿度数据进行分析和处理，包括数据校正、储存和传输等操作，以供后续的灌溉控制模块使用。

最后，灌溉控制模块根据数据处理模块提供的土壤湿度数据，通过算法控制灌溉设备的开关，实现自动化的灌溉控制。

2. 传感器选择在土壤湿度监测与灌溉控制系统中，传感器的选择至关重要，直接影响系统的准确性和可靠性。

常见的土壤湿度传感器包括电容式传感器、电阻式传感器和微波式传感器等。

根据土壤湿度的测量原理和适用场景，选择合适的传感器对系统的性能起到关键作用。

电容式传感器通过测量土壤的电容变化来间接测量土壤湿度，具有高灵敏度和精确度的优势，适用于小农田和温室等规模相对较小的场景。

电阻式传感器通过测量土壤的电阻变化来直接测量土壤湿度，简单实用，适用于较大面积的农田和果园等场景。

微波式传感器通过发射微波信号并测量反射信号的变化来间接测量土壤湿度，具有非接触式测量和适应性强的特点，适用于复杂的农业环境。

根据实际需要和环境条件，可结合不同的传感器进行综合应用，以提高土壤湿度监测的准确性和稳定性。

3. 数据处理土壤湿度监测系统获取的原始数据需要进行处理和分析，以提供准确可靠的灌溉控制依据。

数据处理主要包括数据校正、数据传输和数据存储三个步骤。

智能土壤检测与智能灌溉解决方案

智能土壤检测与智能灌溉解决方案第1章引言 (4)1.1 土壤检测与灌溉的重要性 (4)1.2 智能化土壤检测与灌溉的发展趋势 (4)第2章土壤特性参数概述 (5)2.1 土壤物理性质 (5)2.1.1 土壤质地 (5)2.1.2 土壤结构 (5)2.1.3 土壤孔隙度 (5)2.1.4 土壤容重 (5)2.1.5 土壤温度 (6)2.1.6 土壤湿度 (6)2.2 土壤化学性质 (6)2.2.1 土壤酸碱度 (6)2.2.2 土壤养分 (6)2.2.3 土壤氧化还原电位 (6)2.3 土壤生物性质 (6)2.3.1 土壤微生物 (6)2.3.2 土壤动物 (7)2.3.3 植物根系 (7)第3章土壤检测技术 (7)3.1 传统土壤检测方法 (7)3.1.1 取样与实验室分析 (7)3.1.2 物理性质检测 (7)3.1.3 化学性质检测 (7)3.1.4 生物性质检测 (7)3.2 现代土壤检测技术 (7)3.2.1 传感器技术 (7)3.2.2 光谱技术 (7)3.2.3 遥感技术 (7)3.3 在线土壤检测技术 (8)3.3.1 在线监测系统 (8)3.3.2 数据处理与分析 (8)3.3.3 智能决策支持 (8)第4章智能土壤检测传感器 (8)4.1 土壤水分传感器 (8)4.1.1 电阻式土壤水分传感器 (8)4.1.2 频域反射式土壤水分传感器 (8)4.1.3 时域反射式土壤水分传感器 (8)4.1.4 土壤水分传感器的优化与改进 (8)4.2 土壤温度传感器 (8)4.2.1 热电偶土壤温度传感器 (8)4.2.2 热敏电阻土壤温度传感器 (8)4.2.3 光纤光栅土壤温度传感器 (8)4.2.4 土壤温度传感器的选择与安装 (9)4.3 土壤电导率传感器 (9)4.3.1 土壤电导率传感器的工作原理 (9)4.3.2 非接触式土壤电导率传感器 (9)4.3.3 接触式土壤电导率传感器 (9)4.3.4 土壤电导率传感器的功能评估 (9)4.4 土壤pH值传感器 (9)4.4.1 玻璃电极土壤pH值传感器 (9)4.4.2 ISFET土壤pH值传感器 (9)4.4.3 光纤传感器在土壤pH值检测中的应用 (9)4.4.4 土壤pH值传感器的校准与维护 (9)第5章数据采集与处理 (9)5.1 数据采集系统 (9)5.1.1 传感器选型与布设 (9)5.1.2 数据采集设备 (9)5.1.3 数据采集频率 (9)5.2 数据预处理 (10)5.2.1 数据清洗 (10)5.2.2 数据归一化 (10)5.3 数据分析与挖掘 (10)5.3.1 土壤湿度分析 (10)5.3.2 土壤温度分析 (10)5.3.3 土壤电导率与pH值分析 (10)5.3.4 数据关联分析 (10)5.3.5 数据预测与分析 (10)第6章智能灌溉系统设计 (10)6.1 灌溉系统概述 (10)6.2 智能灌溉控制策略 (11)6.2.1 控制原理 (11)6.2.2 控制参数 (11)6.2.3 控制算法 (11)6.3 灌溉设备选型与布局 (11)6.3.1 灌溉设备选型 (11)6.3.2 灌溉设备布局 (11)第7章智能灌溉控制技术 (12)7.1 定时灌溉控制 (12)7.1.1 定时灌溉原理 (12)7.1.2 定时灌溉系统的组成 (12)7.1.3 定时灌溉策略与实施 (12)7.1.4 定时灌溉的优势与局限性 (12)7.2 需求灌溉控制 (12)7.2.1 需求灌溉的概念与原理 (12)7.2.3 需求灌溉策略及其优化 (12)7.2.4 需求灌溉在实际应用中的优势 (12)7.3 精准灌溉控制 (12)7.3.1 精准灌溉的内涵与目标 (12)7.3.2 精准灌溉关键技术的发展 (12)7.3.3 精准灌溉系统的设计与实现 (12)7.3.4 精准灌溉在农业生产中的应用与效果评估 (12)第8章系统集成与优化 (12)8.1 系统集成技术 (12)8.1.1 系统架构设计 (12)8.1.2 传感器集成 (12)8.1.3 数据处理与控制模块集成 (13)8.2 系统功能优化 (13)8.2.1 系统响应时间优化 (13)8.2.2 系统能耗优化 (13)8.2.3 系统稳定性优化 (13)8.3 系统运行与维护 (13)8.3.1 系统监控与故障诊断 (13)8.3.2 系统维护策略 (13)8.3.3 用户培训与支持 (13)第9章智能灌溉应用案例 (13)9.1 大田作物灌溉案例 (13)9.1.1 灌溉系统概述 (13)9.1.2 灌溉策略实施 (14)9.1.3 灌溉效果评估 (14)9.2 设施农业灌溉案例 (14)9.2.1 灌溉系统概述 (14)9.2.2 灌溉策略实施 (14)9.2.3 灌溉效果评估 (14)9.3 果树灌溉案例 (14)9.3.1 灌溉系统概述 (14)9.3.2 灌溉策略实施 (14)9.3.3 灌溉效果评估 (14)第10章未来发展趋势与展望 (14)10.1 土壤检测技术发展趋势 (14)10.1.1 微型化与集成化 (14)10.1.2 无线传感器网络技术的应用 (15)10.1.3 多参数综合检测技术的发展 (15)10.1.4 数据处理与分析技术的优化 (15)10.1.5 土壤检测与云计算、大数据的融合 (15)10.2 智能灌溉技术发展趋势 (15)10.2.1 精准灌溉技术的发展 (15)10.2.2 智能控制系统在灌溉中的应用 (15)10.2.4 能源优化与可再生能源的利用 (15)10.2.5 灌溉设备与农艺措施的集成 (15)10.3 智能农业的展望与挑战 (15)10.3.1 智能农业的发展前景 (15)10.3.1.1 农业生产效率的提升 (15)10.3.1.2 农业资源可持续利用 (15)10.3.1.3 农业产业链的智能化升级 (15)10.3.2 智能农业面临的挑战 (15)10.3.2.1 技术成熟度与可靠性 (15)10.3.2.2 农民接受程度与技能培训 (15)10.3.2.3 投资成本与政策支持 (15)10.3.2.4 数据安全与隐私保护 (15)10.3.3 智能农业的发展策略与建议 (15)10.3.3.1 强化技术创新与研发投入 (15)10.3.3.2 完善政策法规与标准体系 (15)10.3.3.3 推进农业人才培养与培训 (15)10.3.3.4 促进跨界合作与产业链整合 (15)10.3.3.5 加强国际合作与交流 (15)10.3.3.6 提高农民智能化认知与应用能力 (15)10.3.3.7 关注农业环境与生态保护 (15)第1章引言1.1 土壤检测与灌溉的重要性土壤是农业生产的基础，其质量直接关系到作物生长和农产品质量。

基于土壤湿度监测的智能浇灌系统设计

基于土壤湿度监测的智能浇灌系统设计摘要智能浇灌系统在现代农业生产中起到了至关重要的作用。

为了满足农业生产的需要，本文设计了一种基于土壤湿度监测的智能浇灌系统。

该系统采用了传感器和控制器进行土壤湿度的监测和浇灌的控制，通过计算机算法实现了自动浇灌的过程。

实验结果表明，该系统具有较高的精度和可靠性，可以有效地提高农业生产的效率和收益。

关键词智能浇灌系统；土壤湿度监测；传感器；控制器；计算机算法简介随着农业技术的发展，越来越多地采用智能浇灌系统来提高农业生产的效率和收益。

智能浇灌系统通过传感器对土壤湿度进行实时监测，并根据计算机算法进行自动浇灌，以达到节约水资源、提高农业生产的目的。

本文将介绍一种基于土壤湿度监测的智能浇灌系统的设计方案。

该系统可实现自动化浇灌，不仅能够节约水资源，而且可以确保植物拥有所需的水量。

介绍系统的组成部分和工作流程后，我们将对该系统进行实验验证，并分析实验结果，最后对该系统进行总结和展望。

系统组成智能浇灌系统由传感器、控制器和计算机算法三个部分组成，如图所示。

智能浇灌系统组成示意图智能浇灌系统组成示意图传感器传感器是智能浇灌系统的重要部分，它用于检测土壤湿度。

传感器采用电容式测量方法，即通过读取土壤与探针之间电容器对土壤贡献值的变化来计算状态。

控制器控制器用于控制浇灌系统的开关，根据计算机算法的结果来控制水泵开启或关闭。

该控制器采用可编程逻辑控制（PLC）技术，可以设置适当的浇灌时间和水量。

计算机算法计算机算法是智能浇灌系统的核心，用于计算当时土壤湿度与预设湿度之间的差异，根据差异来控制水泵的开启和关闭。

该算法的原理如下：•计算当前土壤湿度；•与预设湿度进行比较；•如果差异大于设定值，将水泵打开，浇灌植物；•如果差异很小，或不足够进行浇灌，将水泵关闭。

工作流程智能浇灌系统的工作流程如下：1.启动系统2.系统开始工作，传感器监测土壤湿度3.将土壤湿度的读数传回给控制器4.控制器根据计算机算法的结果控制水泵的开启或关闭5.系统工作一段时间后，进入休眠状态。

基于土壤湿度检测的智能浇花系统设计

2017年第9期作者简介：张倩昀（1988-），女，汉族，江西宜春人，硕士，西安航空学院，助教，研究方向：结构健康监测和电工电子技术实验教学。

本文DOI ：10.16675/14-1065/f.2017.09.079基于土壤湿度检测的智能浇花系统设计□张倩昀摘要：为加速农业现代化建设，节约水资源，克服人工浇水作业不精确等问题，本文设计了智能浇花系统，该系统包含了以下模块：土壤湿度检测模块、A/D 转换模块、单片机信号处理中心、显示模块、浇水模块。

湿度传感器将土壤湿度值转化为电信号，通过A/D 转换芯片ADC0832传至AT89S52单片机，处理器为保持土壤稳定的湿度值，通过浇水模块，对土壤含水量进行调整。

本文所设计系统在protues 软件平台下进行仿真调试，确保系统正常工作。

关键词：智能浇花系统；AT89S52单片机；ADC0832；湿度传感器文章编号：1004-7026（2017）09-0128-02中国图书分类号：TN98-34文献标志码：A （西安航空学院电子工程学院陕西西安710077）花卉养殖是农业生产中的重要部分，花卉贴近人们的生活。

但是不同的植物生活习性不同，当土壤较为干燥的时候可能会无法达到应有的浇水量，有时又会过量浇水从而浪费了大量资源，这一不足在大面积种植中更易体现。

研究表明，地球上的淡水的比重仅仅只占所有水资源的2.5%，可供人类使用的淡水占所有水资源的0.26%[1]。

我国人口众多，除了满足大量人口需求之外，土地灌溉也消耗着大量的水资源[2]。

国内外均有自动浇花装置，国外的一些浇花产品基于定时电路，对土壤进行定时定量浇水[3]，这样的做法虽然能够保持土壤的湿润，但是这种开环控制系统不能按照植物的需求浇水，不同的植物特性以及地域差异都会影响所需浇水量。

国内也有科技公司已经推出类似商品，例如土壤检测仪，可以精确检测土壤湿度等信息并通过GSM 网络将数据传送至用户，可惜的是该公司并没有将检测数据用于控制，仍需人工进行浇水操作。

土壤湿度检测及自动浇水

块
原理阐述：J1 是两个插片，插在土壤里，根据我们事先的工作我们测出了一般较湿润的土壤在我们固定的探针间的电阻在几百欧，AC 口用来采集电压压值，当土壤湿度少时，探针间电阻接近无穷大，AC 值就相当于是 VCC 值，当土壤湿度大时，此时探针键电阻会减少到几千甚至几百欧，此时 AC 的电压会变化。LM393 是一个比较器，通过 R1 设置一个标准值，当湿度大（AC 值小），OUT 输出低电平，相反输出高电平。OUT 信号可以直接用来粗略估算湿度大小。AC 数值送到数模转换模块转换成数字信号。L1 用来看电路是否接通，L2 湿度小（AC 值大）灭，湿度大（AC 值小）亮。
// 使能接收通
道 0 自动应答
SPI_RW_Reg(W_REGISTER + EN_RXADDR, 0x01);ຫໍສະໝຸດ // 使能接收通道0
SPI_RW_Reg(W_REGISTER + RF_CH, 40);
// 选择射频通
道 0x40
SPI_RW_Reg(W_REGISTER + RX_PW_P0, TX_PLOAD_WIDTH); // 接收通道 0
射功率 0dBm，低噪声放大器增益
SPI_RW_Reg(W_REGISTER + CONFIG, 0x0e);
// CRC 使能，16 位 CRC
校验，上电
CE = 1;
delay_ms(2);
}
/**********这个函数设置 nRF24L01 为接收模式，等待接收发送设备的数据包
*************/
CE = 0; SPI_Write_Buf(W_REGISTER+TX_ADDR, TX_ADDRESS, TX_ADR_WIDTH); // 写入发送地址 SPI_Write_Buf(W_REGISTER+RX_ADDR_P0, TX_ADDRESS, TX_ADR_WIDTH); // 为了应答接收设备，接收通道 0 地址和发送地址相同 SPI_Write_Buf(W_TX_PAYLOAD,TxDate, TX_PLOAD_WIDTH);

盆栽植物土壤水分监测及自动浇灌系统设计

2015年2月吉林师范大学学报（自然科学版）ɴ．1第1期Journal of Jilin Normal University （Natural Science Edition ）Feb．2015收稿日期：2014-10-10基金项目：国家自然科学基金项目（61305082）；吉林师范大学第十二批大学科研基金项目（12234，12235）第一作者简介：王立忠（1970-），男，吉林省四平市人，现为吉林师范大学信息技术学院副教授，硕士，硕士生导师．研究方向：电子技术．盆栽植物土壤水分监测及自动浇灌系统设计王立忠，蒋宁，程礼邦，段佳敏（吉林师范大学信息技术学院，吉林四平136000）摘要：基于单片机设计了一种能够根据土壤湿度进行自动控制，并带显示功能的盆栽植物浇灌系统．单片机根据土壤湿度传感器采集的信号对湿度进行自动控制．根据植物的需要设定湿度的下限和上限，在湿度高于上限值时不进行浇灌．若湿度低于下限值，通过传感器发出缺水信号，根据不同的情况来驱动水泵进行适当的浇水．浇水装置采用滴灌方法，有助于土壤对于水分的吸收和浇灌的均匀．通过定时器定时自动检测土壤湿度，确保及时为植物提供充足的水分，从而为盆栽植物的生长提供一个良好的环境．关键词：盆栽植物；自动灌溉；单片机；湿度传感器中图分类号：TP342文献标识码：A 文章编号：1674-3873-（2015）01-0095-040引言目前，盆栽植物作为一种绿色、天然、健康的植物，就成了人们追求高品质生活的首选，但随着社会的高速发展和生活节奏的加快，人们的生活越来越忙碌，因加班、出差、早起及各种各样繁杂的事情经常会将“照顾”盆栽植物的事忘在脑后．该款装置将花土水分监测和浇灌实现自动化，提高了植物的科学浇灌的同时也减轻了人们的“负担”．克服了传统的人工给盆栽植物浇水带来的局限性［1-2］．装置不同于普通浇灌装置，根据不同植物对水分要求和灌溉时间的要求进行设定，可以在长时间“无人”情况下自动检测花土湿度，并根据花卉对湿度要求进行自动滴灌．盆栽植物土壤水分监测及自动浇灌系统基于单片机控制，再配合土壤湿度检测电路探测盆栽植物所在的土壤环境，由于传统的人工浇水具有不定时性和不均匀性，所以我们采用滴灌技术．本系统采用独立的节能电源设计，避免停电的问题．具有节水、节电、省时、环保等特点．1系统方案设计整个系统由土壤湿度传感器模块、单片机采集控制及信号输出电路模块（单片机、数据处理及显示模块）、水泵及供水模块、电源管理模块5个主要部分组成．系统构造框图如图1所示．图1系统框架图系统的工作原理：土壤湿度检测模块来完成对盆栽植物土壤湿度的采集，单片机采集控制模块将从湿度传感器模块得到的土壤湿度数据与设定的土壤湿度数据进行比较，当达到设定的开启条件时发出水泵开启信号进行实时滴灌，湿度达到设定值时停止滴灌．滴灌设备根据单片机分析数据后，实现滴灌或者停止滴灌，进而使土壤湿度处在适宜植物生长需求的最佳状态．1．1单片机选择此系统选用的是一款高性能、低成本、低功耗的STC89C52单片机．它具有功能更强，速度更快，寿命更长，价格更低的特点．单片机引脚功能说明表1所示．表1单片机引脚功能引脚功能引脚功能P0^0 P0^7LCD1602并行数据端P2^5LCD1602器件使能端P1^3模式切换P2^6LCD1602读写控制端P1^4时间调整P2^7LCD1602数据命令端P1^5定时设置P3^2PCF8591串行时钟端P1^6按键减P3^3PCF 8591串行数据端P1^7按键加P3^5DS1302串行时钟端P2^3继电器控制端P3^6DS1302串行数据端P2^4蜂鸣器控制端P3^7DS1302读写使能端1．2土壤湿度信号采集及处理由于土壤中含有矿物质离子，这些矿物质离子都溶解在土壤中的水中．如果将两个电极插入土壤中，电极之间就可以通过这些离子导电．通过测量两电极之间的电阻值来表征土壤湿度的大小［3-5］．由于两级间的电阻与电压成正比，所以通过计算两级的电压来表征土壤湿度．在测量电压之前，需将传感器得到的模拟电压信号经过A /D 转换成数字信号以便单片机处理．图2土壤湿度信号采集及处理电路选择YL-69土壤湿度传感器模块．传感器得到的模拟电压通过精密半波整流电路进行整流，再经过滤波电路滤波，之后通过A /D 转换送给单片机处理．为了方便精确测量，我们选择用交流电源给土壤湿度传感器供电，因为如果使用直流电源，两电极间会发生极化现象，会影响电压的测量．交流电源取自所用单片机的模拟输出端，该端出来有正弦波分量和直流分量，经过电容隔直后给传感器供正弦交流电压．土壤湿度信号采集及处理电路如图2所示．YL-69土壤湿度传感器工作电压3．3 5V ，测量范围为0 100%ＲH ，且误差在ʃ3%之间．除了水生花卉和旱生花卉外，中性花卉需要土壤湿润，耐湿程度不同，高湿度的要求相对湿度不超过80%，YL-69完全满足盆栽植物（如兰花、龟背竹、含笑等）的生长要求．1．3数据处理及显示模块数据处理及显示模块是由A /D 转换电路、STC89C52单片机和继电器控制电路组成，单片机处理模块是系统的核心．此系统滴灌方式分为定时和自动两个模式．自动模式就是通过采集土壤湿度检测模块传递的实时土壤湿度信号，与设定的湿度数据进行对比，然后输出信号使继电器控制电路控制水泵的开关，从而进行对盆栽植物的实时灌水．定时模式是通过设定浇灌时间和浇灌的时长来进行浇灌设定．两种模式的数据变化信息可通过液晶器进行显示．显示器采用液晶LCD1602模块，可以显示16*2共32个7*7点阵字符，显示界面丰富直观［6-8］．定时和自动两个模式两种显示界面是通过切换实现的．自动模式显示界面分为上下两部分：上方为浇灌的湿度下限；下方为当前湿度值．定时模式为T 和S 两段：T 代表的是浇灌时长（0 59s ）；S 代表的是浇灌定时的时间，如图3所示．图3自动模式（左）与定时模式（右）1．4水泵及供水模块水泵及供水模块中的采用滴灌管有助于节水和均与浇灌，低音水泵不影响正常生活，并且自带储水罐．水泵开始工作后，通过滴灌管进行系统的供水工作，在供水的过程中每30s（根据滴管口径调节）会由土壤湿度检测模块进行湿度的实时监测．当达到合适的湿度值的时候电磁阀和水泵停止工作．1．5电源管理系统盆栽植物土壤水分监测及自动浇灌模块的电源特别重要．水泵采用12V电源供电，通过市电经过降压、稳压和滤波处理的直流稳压电源．独立电源方面采用的是基于LM2576-5．0的开关电源模块，将大容量锂电池的11．1V电压转换到稳定的5．0V电源，供给整个系统使用．电源管理模块如图4所示．1．6电路原理说明系统的控制电路由A/D转换电路、STC89C52单片机和相应的振荡、复位电路、继电器控制电路组成单片机采集控制及信号输出模块是整个测控系统的核心［9］．通过采集土壤湿度检测模块传递的实时土壤湿度信号，与设定的土壤湿度数据进行对比，然后输出信号使继电器控制电路控制电磁阀门的开关，从而进行对盆栽植物的实时灌水．2软件设计盆栽植物土壤水分监测及自动浇灌模块的程序结构是主程序以及按键扫描处理、时间、土壤湿度数据采集、数据处理、显示、电机驱动等子程序组成，如图5所示．图4电源管理系统图5程序结构图在设计中，整个程序采用C语言在Keil uVision4种进行编写调试．系统采用模块化设计，模块化设计可以使程序结构清晰，易读，稳定性好，便于调试［10-11］．整个系统操作操作方法为当开启系统后进入主函数，初始化化函数变量及初始化传感器模块，进入按键扫描函数，通过按键选择系统的工作模式，在自动控制模式下，调用土壤湿度数据采集函数，采集当前土壤湿度值，并通过数据处理程序对湿度值进行分析，当湿度值小于预设值时，进入水泵电机驱动函数，开启灌溉功能，直到达到湿度预设值，停止灌溉；在定时模式下，可通过按键扫描函数，对定时时间进行设置，在该模式下，调用时间程序，当达到定时时间时，进入电机驱动函数，开启灌溉功能，当灌溉时间到时停止灌溉，整个操作过程均可实现液晶显示．具体流程图如图6所示．图6程序流程图3总结随着智能生活智能家居业务的不断拓展，盆栽植物土壤水分测控系统及灌溉系统因较低的设备投入，且不需要专门维护、检修，并且克服了传统的人工浇水的不定时性和不准确性，又避免了传统水分控制系统因不准确性而造成的过涝等不足．加上整个设计全程都是智能化、自动化、节能化设计．使其既符合现在都市人智能生活的主题，也响应国家建设绿色环保节能的号召．此系统必将是一款适合都市人生活的家居必备产品．特别是它的拓展潜力巨大，可以加装温度传感器，空气湿度传感器，烟雾探测装置．只需加装单片机的数量和控制程序来实现更多实用功能．参考文献［1］陈晓楠，张慧．基于单片机的温湿度控制系统的设计［J］．电子制作，2014，（6）：1 2．［2］王武礼，杨华．基于SHT11的粮仓温湿度测控系统的设计［J］．仪表技术与传感器，2010，（9）：50 51．［3］吴湘剑，王慧，蔡进科．家用小范围环境控制系统［J］．现代电子技术，2010，（18）：38 41．［4］赵鸿图．基于单片机的温度控制系统设计与实现［J］．微计算机信息，2008，24（9）：54 56．［5］易顺明，赵海兰，袁然．基于单片机的大棚温湿度控制系统设计［J］．现代电子技术，2011，34（7）：7 15．［6］王立忠，孙汉林，张为家，等．可视无线搜救机器人控制系统研制［J］．吉林师范大学学报（自然科学版），2013，34（4）：101 103．［7］夏晓南．基于单片机的温箱温度和湿度的控制［J］．现代电子技术，2008，24（5）：117 119．［8］王慧．基于AT89S51的蔬菜大棚温控系统设计［J］．农业科技与装备，2011，（8）：25 27．［9］杨庆．蔬菜大棚多点温度测控系统的设计与实现［J］．湖北民族学院学报（自然科学版），2008，26（2）：187 189．［10］王春武，刘春玲，秦政坤，等．基于MPC82G516单片机智能小车教学实验设计实例［J］．吉林师范大学学报（自然科学版），2012，33（1）：135 136，140．［11］张新荣．基于单片机的多路温度监测系统设计［J］．工业控制计算机，2010，23（7）：95 98．The Design of Pot Plants Soil Moisture Monitoringand Automatic Watering SystemWANG Li-zhong，JIANG Ning，CHENG Li-bang，DUAN Jia-min（College of Information＆Technology，Jilin Normal University，Siping136000，China）Abstract：A pot plants watering system which was automatically controlled in accordance with soil humidity and provided with an LCD display was designed based on single chip microcomputer．According to the signal collected by the humidity sensor，the humidity of the soil was automatically controlled by single chip microcomputer．The lower and upper limits were set based on the moisture required by plants．No watering was needed when the humidity was higher than the upper limit．If the humidity was lower than the lower limit，a water lack would be signaled by the humidity sensor，and then the water pump would be driven to properly water the plants under different conditions．Dripping irrigation method was used in the watering equipment，which was helpful for the moisture absorbing by soil and the uniformity of watering．A timer was used to automatically detect the humidity at regulate time，so as to ensure the plants timely provided with adequate water，and thus provided a good environment for the growth of pot plants．Key words：pot plants；automatic watering；single chip microcomputer；humidity sensor（责任编辑：郎集会）。