基于單片機的自動澆花系統(tǒng)設(shè)計

1、濱江學院畢業(yè)論文（設(shè)計）英文文獻翻譯 英文題目Microcontroller Based Drip Irrigation System Using Smart Sensor 中文題目 基于單片機智能傳感器的滴灌系統(tǒng)設(shè)計 學生姓名 余世安 學 號 院 系 濱江學院電子工程系 專 業(yè) 電子信息工程 指導教師 裴曉芳 職 稱 副教授 二一四 年 五 月 十七 日Microcontroller Based Drip Irrigation System Using Smart SensorNilesh R. Patel Rahul B. LanjewarAssist. Prof，電子與通信 JDIET，

2、Yavatmal，印度SSGMCE, Shegaon, I摘要：在過去的幾十年中，有快速生長在技術(shù)方面在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域。不同的監(jiān)視和控制系統(tǒng)安裝在為了提高產(chǎn)率。該收益率可能涉及許多因素。疾病是引起降低產(chǎn)量的主要因素之一。因此，開發(fā)監(jiān)控系統(tǒng)主要側(cè)重于預測疾病萌芽的開始。傳感器模塊，用于檢測不同的環(huán)境條件整個農(nóng)場和檢測到的數(shù)據(jù)利用單片機在液晶上顯示。無線微控制器傳送到整個農(nóng)場不同的環(huán)境條件數(shù)據(jù)存儲，并分析中央系統(tǒng)。中央單元檢查當前的數(shù)據(jù)與病情，以及是否匹配然后微控制器的命令進行操作繼電器。傳感器模塊被測試的不同的溫度范圍內(nèi)，它被發(fā)現(xiàn)有中記錄的數(shù)值變化不大。無

3、線數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移與引進像各種障礙測試壁，金屬體，磁鐵等，并可以發(fā)現(xiàn)相同的數(shù)據(jù)傳送到中央處理單元，但有一定量的延遲。所開發(fā)的系統(tǒng)幾乎能預測疾病萌發(fā)開始。關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)；疾病監(jiān)測；單片機無線系統(tǒng)1引言大多數(shù)國家給農(nóng)業(yè)經(jīng)濟提供了基礎(chǔ)平臺，這是一個人生活的主要來源。它不僅提供食物，也有一些重要的原材料，農(nóng)業(yè)還提供了優(yōu)勢大型的就業(yè)。但在過去的幾十年里，觀察到的收益率沒有增加，而且在一些地區(qū)甚至下降。有許多因素為這產(chǎn)量低負責。這可能是由于化肥的濫用，耕地減少，破碎化農(nóng)業(yè)用地，農(nóng)業(yè)用水浪費，低負值土壤肥沃，氣候變化或疾病等。這些病害是影響產(chǎn)量的主要不利因素。對于疾病影響，柑橘（橙）在馬哈拉施特拉州（印度）被認為是在

4、在培養(yǎng)的柑橘品種最好地段。但由于真菌和病毒的疾病的人數(shù)已被觀察到對柑橘影響。根腐病，頸腐，腐果（棕色）由于疫霉菌引起流膠病是最重要因素。在季風季節(jié)可以看出，發(fā)芽植物的疾病發(fā)病率相當高的。不同的環(huán)境條件流膠病的增長如下。l 溫度 - 2832 C l 土壤水分 - 約65%15天 l 相對濕度 80%流膠病的研究已經(jīng)表明，它生長出現(xiàn)在特定的田野環(huán)境中。這環(huán)境依賴于特定的設(shè)定溫度，土壤濕度和相對濕度。因此，三個傳感器，溫度，土壤濕度，相對濕度，都被用于此系統(tǒng)。這些傳感器的測量值被提供給了微控制器。現(xiàn)在，這些值顯示在液晶液晶顯示器（LCD），以及無線發(fā)送。微控制器驗證測量值與參考集流膠病的發(fā)病情況。

5、如果它檢測到疾病開始萌發(fā)那么它的運作蜂鳴器。本文共分為五個部分。第一部分引入該系統(tǒng)。它提供了系統(tǒng)的需要，基本主題，下一個部分是收集的一些以前開發(fā)的系統(tǒng)。系統(tǒng)的開發(fā)流程在第三部分進行了討論，所有組分的描述和他們的要求被提到。第四部分代表數(shù)學模型和系統(tǒng)的實驗模型之間的比較。最后一節(jié)給出了結(jié)論。2 農(nóng)業(yè)的不同檢測系統(tǒng)從過去的幾十年里，農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)方面出現(xiàn)了飛速的進步。弄明開始利用以及各種檢測和控制系統(tǒng)增加農(nóng)作物的產(chǎn)量。對農(nóng)業(yè)的不同參數(shù)如溫度、相對濕度、二氧化碳、光檢測、土壤PH值等進行檢測以及控制。在這里，回顧一些監(jiān)測系統(tǒng)可以幫助農(nóng)民提高產(chǎn)量。分層無線傳感器網(wǎng)絡(luò)被安裝到測量不同的土壤參數(shù)。底線放置

6、傳感器通過各種節(jié)點將數(shù)據(jù)發(fā)送到基本節(jié)點?；竟?jié)點由8051單片機組成。使用相同的微控制器，一個密碼保護的水流量控制系統(tǒng)是使用雙音多頻研制（DTMF）技術(shù)。 DTMF音調(diào)是用于農(nóng)民和監(jiān)控站之間的通信。在其中一個Wi-Fi模塊系統(tǒng)，用于無線通信。該系統(tǒng)使用的Atmega控制器。它主要側(cè)重于通過發(fā)送不同的環(huán)境條件，選定的服務(wù)器路由器。一個其它系統(tǒng)的相同的控制器，監(jiān)測溫度和水的使用。測量值被采用ZigBee無線傳輸?shù)秸军c。根據(jù)站點水分由農(nóng)民作為設(shè)定預設(shè)值執(zhí)行電機和灌溉閥的控制作用。使用可編程幾口控制器（PIC）控制屋內(nèi)的環(huán)境。該系統(tǒng)設(shè)置最低介質(zhì)溫度，Tmax和Rhmin提供了一些參考。一旦這些引用違反

7、設(shè)置，那么控制器將命令傳達操作電路進行適當?shù)目刂菩袆樱岢隽烁叩霓r(nóng)作物產(chǎn)量的灌溉管理模式。該模型是基于評估土壤水分張力（SWT）產(chǎn)生的。PIC將修改基于SWT值的灌溉模式，模式是將以藍牙和GSM的遠程監(jiān)測控制系統(tǒng)采用PIC建議。將整個現(xiàn)場異常情況通知給農(nóng)民，然后農(nóng)民可以采取適當?shù)目刂拼胧? 系統(tǒng)發(fā)展討論所開發(fā)系統(tǒng)（但不實施）被用來預測系統(tǒng)流膠病的萌發(fā)開始包括傳感單元，液晶，蜂鳴器，無線模塊和微控制器。傳感單元讀出的不同的大氣條件。它包括溫度傳感器，濕度傳感器和土壤濕度傳感器。讀數(shù)被給予微控制器（PIC16F877A）。單片機將顯示在LCD上讀取上述以及通過無線模塊（CC2500模塊）發(fā)送。

8、發(fā)射機的結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示，在這里，在該圖中，所有的傳感器接口到微控制器。在必要時并不同的數(shù)值會在LCD上顯示的單片機將驅(qū)動蜂鳴器。微控制器溫度傳感器濕度傳感器濕氣傳感器LCD蜂鳴器無線模塊圖1發(fā)射機結(jié)構(gòu)圖接收器包括無線模塊，串行通訊設(shè)備（RS-232）和人員的電腦。無線模塊將接收到這些不同的傳感器讀數(shù)，并通過RS232交給電腦。接收器如圖2所示。無線模塊采用標準通信協(xié)議RS-232接口到中央處理單元（筆記本電腦）。無線模塊RS232電腦圖2 接收器在數(shù)據(jù)庫與的幫助下，將存儲不同的數(shù)據(jù)。同時這也會檢查的參考條件，并在其檢測的條件下，遞增計數(shù)器。因此它完全能檢測到流膠病發(fā)病的基本條

9、件，那么它會通過無線模塊命令微控制器，控制器將運行蜂鳴器。A 濕度傳感器相對濕度是空氣中的水蒸氣的百分比，可以再空氣重給定溫度下保持總量的測量，單位為百分數(shù)。SY-HS-200用于測量濕度。它如圖3所示。圖3 SY-HS-200濕度檢測其運作供給直流5V，PIC單片機也將需要相同的電壓。其工作溫度范圍為0 60，這意味著它是適合于野外作業(yè)。它準確地傳導束的濕度范圍從30 - 90，這是更經(jīng)常地找出種植土地內(nèi)。B 溫度傳感器國家半導體公司的LM35集成電路已被用于感測的溫度，如圖4所示。該LM35系列是精密集成電路溫度傳感器，其輸出電壓為線性正比于攝氏（）溫度。該LM35從而擁有在絕對溫度的校準

10、線性溫度傳感器的優(yōu)點，因為要減去一個大的恒定電壓從它的輸出以獲得方便攝氏縮放，用戶并不需要。該LM35的額定工作在-55到+150C溫度范圍。這使得它適用于野外作業(yè)。圖4 LM35C 濕度傳感器濕度傳感器它被用來測量土壤的存在水分的水平。濕度傳感器為電阻和電容的自制橋梁。它示于圖5，在此鋁箔被用來充當電容板及土壤作為電介質(zhì)。隨著水位或水分含量的增加，它會提高介質(zhì)的導電性從而降低整個板的電壓。為1的濕差重新改變，存在電容2.90 pF的變化。圖5 濕度傳感器在該項目中使用的微控制器是PIC16F877從單片機芯片系列。其背后還有選擇這款單片機眾多的原因。它具有14位內(nèi)核，40引腳DIP封裝，工作

11、在高達20 MHz它還具有閃存的擦寫目的。該微控制器是很容易組裝，程序，也是價格也很便宜。該擦除時間幾乎無法察覺，因為一旦新的程序加載到PIC的，舊的程序會自動被立即刪除。F PIC 16F877APIC16F877A和它里面的368字節(jié)的隨機存取存儲器（RAM）制成。所使用本程序內(nèi)的任何臨時變量存儲從而消除對外部存儲器的需要在RAM內(nèi)部?？梢源鎯Τ绦虼a的大小是里面PIC16F877A ROM大約8K字。1字長為14位是足夠多的系統(tǒng)。晶體振蕩器的速度，可以從直流20Mhz被連接到PIC微控制器。現(xiàn)在三個傳感器將讀取整個農(nóng)場數(shù)據(jù)在通過環(huán)境條件。無線單元。接收機具有相同的無線單元的發(fā)射機。接收到

12、的信號然后給中央單位(筆記本電腦)。它將顯示真正的時間值的環(huán)境條件,分析了數(shù)據(jù),儲存和命令操作單片機蜂鳴器如果目前的數(shù)據(jù)匹配流膠病疾病的萌發(fā)的參考條件。E 圖形用戶界面(GUI)這是發(fā)達國家為緩解農(nóng)民。登記到GUI后，農(nóng)民可以訪問系統(tǒng)。由于農(nóng)民登錄到系統(tǒng)中，他/她將被引導到最小輸出窗口，如圖6所示，它顯示當前時鐘的時間和所有的三個傳感器的實時讀數(shù)。選項提供給農(nóng)民查看記錄的數(shù)據(jù)。系統(tǒng)中數(shù)據(jù)記錄設(shè)備也提供了。創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫,存儲大量的數(shù)據(jù)。一個數(shù)據(jù)庫的窗口如圖7所示。它包括所有三個傳感器的讀數(shù)的確切時間閱讀。圖6 主要輸出窗口圖7 數(shù)據(jù)庫窗口4 性能分析A 土壤水分傳感器在水平自我的兩鋁板塊橋之間放置

13、在距離地面15厘米。板之間的距離是3厘米。然后慢慢從干土壤的含水率增加飽和。相同的步驟進行了三個不同溫度T = 32C、37C、44C和獲得的結(jié)果是圖形化的形式，如圖8所示。濕敏元件幾乎在三種不同溫度下顯示相同的電壓范圍。因此，表明自我使水分傳感器的穩(wěn)定性，它顯示0.5 mV 10%水分變化的電壓變化。圖8 在不同水分下的變化B CC2500其是用于溫度，相對濕度和土壤濕度的實時值傳送到中央處理單元，即筆記本電腦的無線模塊。相同的模塊，用于在發(fā)射機部分，以及在接收器部分。該模塊然后測試等有所不同的距離發(fā)射器和接收部分之間，引入狀壁，金屬體和磁鐵等這些實驗的結(jié)果是表1在下面給出不同的障礙不同的條

14、件，在這里只濕度傳感器讀數(shù)被發(fā)送。觀察在接收器部分中的值后，可以發(fā)現(xiàn)，存在于在接收器部分，除了延遲在接收到的數(shù)據(jù)量接收到的值沒有差異。為發(fā)射機和接收機之間的距離增加，并與采用不同的障礙，可以發(fā)現(xiàn)，不同的傳輸值的增加的延遲在它接收。發(fā)送數(shù)據(jù)接收數(shù)據(jù)距離TX和RX(M)障礙第一次所需時間（s）濕度濕度070705-0.50070705墻0.50070705金屬0.75070705磁鐵1.00070715-0.75070715墻0.75070715金屬1.00070715磁鐵1.25070725-1.00070725墻1.00070725金屬1.50070725磁鐵2.00070735-2.00070735墻-070735金屬-070735磁鐵-5 結(jié)論所開發(fā)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，成本比目前市場上大多數(shù)其他系統(tǒng)有效的。它可以測量不同的環(huán)境條件。它包括測量大氣溫度，相對濕度和土壤溫度等系統(tǒng)使用的無線模塊的數(shù)據(jù)傳送，通信目的。因此它可以使用在空曠的原野，以及