智能灌溉控制系统的设计

2019.06

种植技术

1　设计背景

我国是世界贫水国之一，在目前的传统灌溉模式中利水率不足60%，灌溉过程中还会造成土壤灌溉不均、化肥流失、土壤板结等不利于作物生长的问题，目前市面上出现了一些相关的智能农业灌溉系统，但其中并没有良好的利水率与实用性，无法达到智能化控制并改善作物生长环境。此次设计的智能化灌溉系统中抛开已有的传统灌溉方式，采用物联网-传感器-节水灌溉相结合的方式，利用湿度检测模块实时监控土壤湿度，通过互联网进行远程数据控制，系统还通过对不同农作物湿度需求方进行优化，精确对土壤中湿度含量的控制。2　设计原理

整个设计部分分为硬件部分和软件部分，其中硬件部分使用的单片机型号为STC89C52单片机，湿度传感器采用DHT11土壤式湿度检测模块，LCD1602显示湿度数据，系统配有按键电路，可以通过按键实现手动控制。2.1　硬件部分

在对硬件部分的选择与调试中，为保证系统的稳定性与准确性，原件选择具体方案如下：

在选择核心控制芯片时，考虑到整个系统中对于数据存储量不大，系统时钟需求量小的问题，采用了STC89C52为系统的控制芯片，该芯片价格低廉、实用性强，当芯片出现故障时方便维修与更换，软件程序编译简单、搭载方便符合此次设计要求。

湿度采集部分中使用了多个DHT11湿度传感器，改传感器可以保证检测整个农田的土壤平均湿度或单位土壤湿度，使单片机处理湿度数据时拥有更好的选择方案。

图1　DHT11湿度传感器原理图

报警部分实现的功能主要为当系统出现数据异常或水箱缺水时发出警报，系统数据监测到持续异常数据时系统

会判断某处水管破裂或开关无法控制，报警电路会在故障发生的同时发出警报并通过WIFI模块发送至互联网平台。

显示部分使用了LCD1602显示屏，在整个系统中并没有太多的数据需要显示，所以在显示器的选择上采用了体积小、价格合理的LCD1602显示器，该显示器用于显示单位土壤湿度、平均土壤湿度和互联网连接状态。

按键部分的设计是为了更好地是系统具有完善、便捷的操作方式，用户可以通过手动按键实现灌溉与停止。

软件部分中，核心问题在于实现通过检测到的湿度数据实现对灌溉中排水量的控制、系统与互联网平台的交互建立。在对排水量的控制中，系统单片机会存储种植作物的具体数据，并通过数据对比实现对土地湿度的实时监控与保持。湿度数据检测程序具有自检功能，当模块检测到的数据出现过高或过低的异常数据时，系统会自动忽略并进入预警模式，在预警模式中若仍持续检测到异常数据就会触发警报信号，报警电路就会启动。在对互联网的连接中使用了WIFI模块来建立通讯，通过使用ONEnet平台实现搭建数据展示平台，用户可以通过手机或电脑登录该平台，远程查看或控制系统。3　结语

在此次设计中使用了网络平台搭建数据平台，对系统的物联网技术要求减小，可以使整个系统更好的服务于农业方面，此次设计的智能灌溉控制系统相比于传统的灌溉方式在设计造价上略高，但实用性与利水率大大提高，通过传感器与单片机的结合可以更有效的节约水资源，物联网加入也使整个系统具有更好的发展方向。

参考文献：

[1]　郑毛祥.单片机应用基础.第一版[M].北京：人民邮电出

版社，2007：8-10.

[2]　冯成龙.刘洪恩.传感器应用技术.北京：清华大学出版

社，2009：22.

[3]　靳桅.基于51系列单片机的LED显示屏开关技术（第2

版）50-52 [M].北京：北京航空航天大学出版社，

2011.

智能灌溉控制系统的设计

李力，张雪娇*

（沈阳工学院，辽宁 抚顺 113122）

摘　要：智能灌溉控制系统中采用了多种控制传感器模块，通过单片机与互联网实现物联网智能化灌溉操控，系统功能分为五部分：灌溉部分，检测部分，显示部分，报警部分，无线传输部分。此次设计中侧重于研究新型灌溉方式与互联网平台搭建技术，使智能灌溉控制系统具有更好的经济效益。

关键词：智能控制系统；湿度检测；

单片机

作者简介：李力（1997- ），云南昆明人，沈阳工学院学生，现学习于轨道交通信号与控制专业。*通讯作者：张雪娇，辽宁沈阳人，东北大学，硕士，大学教师，讲师，研究方向：智能机器人。