河池学院物理与电子工程系
实验设计论文
参与人员 庞鸿 黄俊国 成小慧
专业名称 电子信息工程
微生物过滤
2010年10月26日
土壤温湿度传感器自动灌溉系统
摘要：民以食为天，农业无论是在什么时候永远都是一个国家的基础，每一个国家的基石，一个国家赖以生存的坚实条件，特别是在中国这样的一个人口大国，粮食尤为重要。所以发展好农业，实现农业增产增收，打好粮食基础，让人民吃上饱饭是我国的头等大事。
生命离不开水，植物尤为重要，水是农业发展中不可少的元素。作物在生长过程中，土壤湿度起着至关重要的作用。以生物的角度来考虑，土壤湿度直接影响着植物对营养物质的吸收以及植物生长的发育，同时还影响着土壤中各种养分的有效性。尤其是近几年，旱灾是席卷全国各地，假如农作物未得到充分合理的灌溉，农作物的生长发育将受到严重的威胁，甚至会造成作物的减产，由此，对于中国这样一个农业大国来说，将是一种严峻的考验，农民的物质需求将会受到威胁，由此引发种种问题都不容忽视。
随着科技的发展，越来越多的科学技术应用到农业生产上，现在的农业已是翻天覆地的变化着，科学技术对农业的贡献已是大家所见。我们仍是落后的农业大国，全国的很多地方仍采用传统的生产技术，这其中依是存在很多技术问题，比如不合理的利用资源、未达到作物生长过程中一些要求等。尤其是在各种资源日益紧缺的形式下，能够把好科技的关口，充分利用于我国的现有科技成果将对我国农业的生产与发展将起到极大作用。这其中最值得我们去考虑的问题就是，如何利用现代先进技术，改进农业的灌溉技术，以最低的投资求得最高、最安全、最有效的利益需求。合理的灌溉可以促进植物的健康生长，特别是对一些对水的含量要求特别高的植物，合理的灌溉，既可以促进植物的生长，增进农作物的产量，还可以节约日益紧缺的水资源。这正响应“建立和谐社会，提倡节约型生产”的
号召。
基于此，我们制作的土壤湿度传感器自动灌溉设备，可依据土壤湿度状况及时的进行灌溉，既节省劳动力又节约水、节能、节时，还可以提高作物的产量及质量，此外，克服了购买昂贵土壤湿度传感器成本高的弊端，而且该系统使用起来方便使用，大众都可以简单的操作，是面向大众化的设计。
关键字：土壤 湿度 传感器 温度 DHT11
目 录
1 引言 1
2 系统构成 1
2.1 控制系统 1
2.2 主控系统 2
2.4 显示模块 3
3 系统硬件 4
3.1 数据采集模块 4
3.2 主控模块 5
3.3 执行模块 6
3.4 警报模块 7
3.5 显示模块 8
3.6 时钟模块 9
4 系统的软件设计 10
总结 11
参考文献 12
1 引言
温度和湿度是工农业生产的重要环境因素，是影响植物生长的关键环境因素。对其进行适时准确的测量可以帮助我们及时采取措施，提高农作物的产量和质量，这对农作物具有重要的意义。利用温湿度传感器DHT11对土壤温度和湿度的及时采集并将采集到的数据传送给单片机进行分析并做出相应的操作就可实现对土壤的自动灌溉。此系统具有控温湿精度高、功能强、价格低、操作简单灵活的优点，可以很好的满足农业要求。
单片机作为控制系统时，系统总要有被测信号输入通道，而输入的信号就是由温湿度传感器采集到的土壤温湿度。对于测量系统而言，如何准确获取被测信号是其核心任务。而对测控系统来说，对被控对象状态的测试和对控制条件的监察也是必不可少的环节。
传感器是实现测量和控制的首要环节，是控制系统的关键部件，假如没有传感器，对原始被测量信号进行可靠而准确的捕捉和转换，一切准确的测量和控制都将无法实现。
2 系统构成
碗形垫片本自动土壤湿度传感器自动灌溉系统可划分单片机最小系统模块、显示模块、执行灌溉模块，数据采集模块，报警模块，时间显示模块。其系统结构如图1所示：
图1
2.1 控制系统
控制系统采用AT89S52单片机作为处理核心，采用温湿度传感器DHT11免摇启动器来检测温度和湿度,并通过液晶显示屏来实时的显示当前的温度、湿度和时间。同时控制系统设置了警报模块，
在检测到的值小于设定值时，蜂鸣器会不间断发生
鸣响作为警报，同时控制系统使继电器闭合，打开水阀实现对土壤的灌溉。
2.2 主控系统
此系统采用ATMEL公司生产的AT89S52单片机作为主控器件，其特点是支持ISP在线可编程写入技术。串行写入，其频率高达33MHz充气浴池，故其速度更快，其内部集成了看门狗计时器，不再需要像89C51那样外接看门狗计时器单元电路，所以稳定性更好。AT89S52消防支架是一款高性能、低功耗的8位单片机，片内含8K字节的可反复擦写1000次的Flash只读写程序存储器。AT89S52具有以下特点:
40个引脚，8K字节Flash片内程序存储器，256字节随机存取数据存储器（RAM），32个双向输入/输出（I/O）口，5个中断源，2层优先级中断嵌套，2个16位可编程定时/计数器，1个全双工串行通讯口，看门狗电路。此外，空闲模式下，CPU暂停工作，而RAM定时计数器，串行口，外中断系统可继续工作，掉电模式冻结振荡器而保存RAM的数据，停止芯片其他功能直至外中断激活或硬件复位。
而相比之下，如采用新华龙公司生产的C8051系列或ATMEL公司生产的Atmega微安表系列作为本系统的控制核心芯片。这一类高档单片机最显著的特点是功能齐全，空间有更大的Flash和SRAM存储器、双串口、更多的硬件定时器资源等，但是其价格往往比普通的芯片贵。
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