基于单片机的农田节水灌溉系统的设计

基于PLC的全自动灌溉控制系统的设计全自动灌溉控制系统是一种基于PLC（可编程逻辑控制器）的灌溉系统，它可以用于农田、花园、果园等各种农业和园艺用地。

系统通过传感器监测土壤湿度、气温、湿度和天气预报等参数，并根据这些参数自动控制灌溉设备的开启和关闭。

下面将详细介绍基于PLC的全自动灌溉控制系统的设计。

首先，系统需要使用传感器进行数据采集。

传感器可以测量土壤湿度、气温、湿度和降雨等参数。

这些传感器将数据传输给PLC的输入模块，PLC读取这些数据并进行处理。

接下来，PLC根据所测得的数据判断是否需要进行灌溉。

首先，PLC需要检查土壤湿度是否低于预定的阈值。

如果低于阈值，即表示土壤干燥，需要进行灌溉。

其次，PLC需要检查天气预报和实际降雨情况。

如果降雨量足够或即将有降雨，灌溉设备将不会启动。

最后，PLC还可以根据气温和湿度调整灌溉设备的工作时间和水量，以适应不同季节和植物的需求。

PLC根据上述判断结果，控制灌溉设备的开启和关闭。

当系统判断需要灌溉时，PLC将输出信号传给灌溉设备的控制模块，启动灌溉设备，如水泵或喷灌系统。

当土壤湿度达到设定的阈值或者天气条件不需要灌溉时，PLC将关闭灌溉设备。

此外，系统还可以配备远程监控和控制功能。

通过PLC与网络通信，用户可以远程监测和控制灌溉系统。

用户可以通过手机应用或网页界面查看实时数据，如土壤湿度、气温和湿度等参数，以及设定灌溉计划。

用户还可以远程控制灌溉设备，手动开关灌溉系统。

在系统设计过程中，需要充分考虑系统的可靠性和安全性。

系统应具备防雷击、过压、过流等保护功能，确保正常工作。

另外，系统还需要具备故障诊断和报警功能，当发生故障时，及时报警并记录故障信息，以便维修和调试。

总结起来，基于PLC的全自动灌溉控制系统可以实现灌溉设备的自动控制，根据不同的环境参数和实际需求进行智能灌溉。

该系统具有操作简单、节约资源、提高工作效率等优点，可以广泛应用于农业和园艺领域，为农田、花园和果园等提供全自动化的灌溉解决方案。

摘要水是我们维持生命活动必不可少的物质。

当今社会水资源利用不合理，造成了极大的浪费。

如我国的甘肃、陕西等地水资源匮乏，人们日常生活用水得不到保证，所以人们要更加合理利用水资源。

水资源绝大部分浪费在农田灌溉，主要是因为人们采用大水漫灌，不仅浪费了水资源，更增加了劳动量。

因此，本文设计了一种自动灌溉装置的PLC控制系统。

首先分析了自动灌溉装置的结构及工作原理，从而确定了控制要求，然后进行了硬件设计和软件设计。

其中硬件设计主要包括PLC选型、I/O分配表和I/O外部接线图，软件设计包括了控制流程图设计和梯形图程序设计。

该系统采用PLC技术为控制核心，使其体积更小、功能更强、编程更简单、可靠性更高、控制更灵活。

关键词：自动灌溉装置;PLC控制系统;硬件设计;软件设计AbstractWater is essential for us to maintain life activities. In today's society is not reasonable in the utilization of water resources, caused great waste. Such as gansu, shanxi and other places in China water resources shortage area, water not assured that people lives daily, so we need to more rational use of water. Waste most of the waste of water resources in irrigation, because people using flood irrigation, waste water not only, make more people to increased labor. Therefore, this article designed a kind of PLC control system of an equipment of automatic irrigation. First analyzed the structure and working principle of automatic irrigation device, thus determined the work requirements. Then the hardware designed and software designed. Hardware designed including the designed of the hardware principle, type selection of PLC, I/O allocation table and external I/O wiring diagram. Software designed including the designed principle and ladder diagram programming. The system uses PLC as the designed core, small volume, strong function, simple programming, high reliability and flexible assembly.Keywords：Automatic irrigation device; PLC control system; Hardware design; Software design目录1 绪论 (1)1.1 课题背景及意义 (1)1.2 国内外研究发展现状 (2)1.2.1 国外研究发展现状 (2)1.2.2 国内研究发展现状 (3)2 自动灌溉装置的控制要求 (3)2.1 结构介绍 (3)2.2 工作过程 (4)2.3 控制要求 (5)3 自动灌溉PLC控制系统的硬件设计 (5)3.1 系统硬件的设计原则 (5)3.2 PLC选型 (6)3.3 I/O分配表 (7)3.4 I/O外部接线图 (8)4 自动灌溉PLC控制系统的软件设计 (9)4.1 系统软件的设计原则 (9)4.2 控制流程图设计 (9)4.3 梯形图程序设计 (10)4.3.1 A类水生植物梯形图程序设计 (10)4.3.2 B类植物梯形图程序设计 (11)4.3.3 C类水生植物梯形图程序设计 (12)5 PLC控制系统的调试与程序的仿真 (15)5.1 PLC控制系统的安装与布线 (15)5.2 程序的仿真 (15)6 结论 (18)参考文献 (19)附录 A (20)致谢 (24)1 绪论1.1 课题背景及意义我国淡水资源短缺，利用率低，水浪费严重，供需矛盾突出。

基于物联网的智能农业灌溉控制系统设计与实现智能农业是物联网技术在农业领域的应用之一，通过物联网的连接和数据传输，可以实现精准的农业灌溉控制系统。

本文将通过设计和实现基于物联网的智能农业灌溉控制系统，来探讨其在农业生产中的应用和优势。

一、系统设计1. 硬件设计方案智能农业灌溉控制系统的硬件主要包括传感器、执行器、单片机、通信模块和人机界面。

传感器模块可以包括土壤湿度传感器、光照传感器、温湿度传感器等，用于实时监测农田环境参数。

执行器模块可以包括电磁阀门、水泵等，用于自动控制灌溉设备的运行。

单片机负责数据的采集和控制，通过通信模块与云平台进行数据交互。

人机界面可以是手机应用或者网页端，用于实时监控和控制农田灌溉系统。

2. 软件设计方案软件设计方案包括物联网通信协议的选择、数据处理和分析算法的设计，以及人机界面的开发。

物联网通信协议可以选择MQTT或者CoAP，以保证数据的安全传输和高效交互。

数据处理和分析算法可以包括决策树算法、神经网络算法等，用于根据传感器数据进行智能决策和预测。

人机界面的开发可以使用Java、Python等编程语言，通过图形化界面展示农田环境参数和实时操作控制。

二、系统实现1. 环境参数监测系统实现首先需要进行环境参数的监测，包括土壤湿度、光照强度和温湿度等。

通过布设传感器模块，可以实时采集这些参数，并传输到单片机进行处理。

2. 灌溉控制系统通过对环境参数的实时监测，根据预设的灌溉控制策略，决定是否进行灌溉操作和灌溉的方式。

例如，当土壤湿度低于一定阈值时，系统可自动打开电磁阀门启动灌溉，直到土壤湿度达到预设值，然后关闭阀门停止灌溉。

这样可以实现对农田灌溉的精准控制，避免浪费水资源和节约人力成本。

3. 数据传输和分析系统将采集到的环境参数数据通过通信模块传输到云平台，然后使用数据处理和分析算法对数据进行处理。

通过这些算法，系统可以分析农田的水分需求、光照需求和温湿度需求，为农民提供科学的决策依据。

基于PLC控制技术旳农业自动浇灌系统设计摘要：水是一切生命过程中不可替代旳基本要素，水资源是国民经济和社会发展旳重要基础资源。

我国是世界上13个贫水国之一，人均水资源占有量2300立方米，只有世界人均水平旳1/4，居世界第109位。

并且时空分布很不均匀，南多北少，东多西少；夏秋多，冬春少；占国土面积50％以上旳华北、西北、东北地区旳水资源量仅占全国总量旳20％左右。

近年来，伴随人口增长、经济发展和都市化水平旳提高，水资源供需矛盾日益锋利，农业干旱缺水和水资源短缺已成为我国经济和社会发展旳重要制约原因，并且加剧了生态环境旳恶化。

按现实状况用水量记录，全国中等干旱年缺水358亿立方米，其中农业浇灌缺水300亿立方米。

20世纪90年代以来，我国农业年均受旱面积达2023万公顷以上，全国660多种都市中有二分之一以上发生水危机，北方河流断流旳问题日益突出，缺水已从北方蔓延到南方旳许多地区。

由于地表水资源局限性导致地下水超采，全国区域性地下水降落漏斗面积已达8.2万平方公里。

发达国家旳农业用水比重一般为总用水量旳50％左右。

目前，我国农业用水比重已从1980年旳88％下降到目前旳70％左右，此后还会继续下降，农业干旱缺水旳局面不可逆转。

北方地区水资源开发运用程度已经很高，开源旳潜力不大。

南方尚有某些开发潜力，但重要集中在西南地区。

我国农业浇灌用水量大，浇灌效率低下和用水挥霍旳问题普遍存在。

目前全国浇灌水运用率约为43％，单方水粮食生产率只有10公斤左右，大大低于发达国家浇灌水运用率70-80%、单方水粮食生产率2.0公斤以上旳水平。

通过采用现代节水浇灌技术改造老式浇灌农业，实现适时适量旳“精细浇灌”，具有重要旳现实意义和深远旳历史意义。

在浇灌系统合理地推广自动化控制，不仅可以提高资源运用率，缓和水资源日趋紧张旳矛盾，还可以增长农作物旳产量，减少农产品旳成本。

本次设计是采用PLC控制多路不一样旳土壤湿度，浇灌旳启动和停止完全由土壤旳湿度信号控制，能使土壤旳湿度值保持在作物生长所需要旳最佳范围之内。

《基于LoRa的智能节水灌溉系统》篇一一、引言随着全球水资源日益紧张，节水灌溉系统逐渐成为农业领域的重要研究方向。

LoRa（Long Range）作为一种低功耗广域网络技术，以其长距离、低功耗、低成本等优势，在智能节水灌溉系统中得到了广泛应用。

本文将详细介绍基于LoRa的智能节水灌溉系统的设计原理、实现方法及优势。

二、系统设计1. 系统架构基于LoRa的智能节水灌溉系统主要由感知层、网络层和应用层三部分组成。

感知层负责采集土壤湿度、气象数据等信息；网络层通过LoRa网络将感知层的数据传输至应用层；应用层则负责处理数据，并根据预设的灌溉策略控制灌溉设备的开关。

2. 关键技术（1）土壤湿度传感器：用于实时监测土壤湿度，为灌溉决策提供依据。

（2）LoRa通信技术：用于实现远程数据传输，降低系统能耗。

（3）智能控制技术：根据土壤湿度、气象数据等信息，自动控制灌溉设备的开关，实现节水灌溉。

三、系统实现1. 硬件设备系统硬件设备主要包括土壤湿度传感器、LoRa通信模块、控制器、灌溉设备等。

其中，土壤湿度传感器和LoRa通信模块负责数据采集和传输，控制器负责处理数据并控制灌溉设备的开关。

2. 软件设计软件设计主要包括数据采集、数据处理、灌溉决策和设备控制四个部分。

数据采集通过土壤湿度传感器和LoRa通信模块实现；数据处理则通过控制器对采集的数据进行分析和处理；灌溉决策根据处理后的数据和预设的灌溉策略进行；设备控制则根据灌溉决策控制灌溉设备的开关。

四、系统优势1. 节水效果显著：通过实时监测土壤湿度和气象数据，实现精准灌溉，有效降低水资源浪费。

2. 远程监控与管理：通过LoRa网络，可以实现远程监控和管理，方便用户随时了解灌溉情况。

3. 低成本：采用低功耗广域网络技术，降低系统能耗和成本。

4. 智能化：通过智能控制技术，实现自动化、智能化的灌溉管理，提高农业生产效率。

五、应用前景基于LoRa的智能节水灌溉系统具有广泛的应用前景。

摘要随着农业生产水平的不断发展以及全球水资源的日趋紧张，世界各国都在积极探索行之有效的节水途径和措施。

智能灌溉控制系统就是为了解决水资源不足、提高灌溉效率而发展起来的。

本文研究的单片机智能灌溉控制系统，是对土壤的温湿度进行实时监控，参考实际温度值设定适宜的湿度下限值，并按照设定的湿度值进行相应的灌溉。

该智能灌溉控制系统以STC89C52单片机为核心，主要由温湿度传感器DHT11模块、按键输入模块、显示模块、水泵模块等组成；软件选用C语言编程。

该系统的功能是：根据土壤湿度传感器检测到的土壤湿度，若检测到的土壤湿度值低于系统所设定的最低湿度值，系统则自动启动系统，进行灌溉。

通过对硬件实物的测试，系统能够比较成功的实现目标功能。

【关键词】单片机；传感器；LED显示；水泵；灌溉Simulator smart irrigation control system based on singlechip microcomputerAbstractAs the level of agricultural production and the continuous development of global shortage of water resources,countries in the world are actively exp loring effective ways and measures for water conservation.Intelligent irrigati on control system in order to solve the problem of water resources,improve t he efficiency of irrigation and developed.This paper studies theintelligen t irrigation control system,temperature and humidity in the soil was monit ored in real time,refer to the actual temperature value setting and humidit y limit appropriate value,according to the set humidity value for the cor responding irrigation.The intelligent irrigation control system based on STC89C52single chi p microcomputer as the core,mainly by the temperature and humidity sensor DHT11module,key input module,display module,pump module;soft wareused C language programming.The function of this system is: accordin g to thesoil moisture,soil moisture sensor to detect soil humidity,if the detected valueis lower than the lowest humidity system setting,automati c starting system,irrigation.By physical testing,system can realize the function of relatively successful.【Key words】Single-chip Microcomputer；Sensor；LED Display；Water Pump；Lrrigation目录1 绪论 ............................................ 错误!未定义书签。

基于单片机的智能浇水系统设计与实现第一章：绪论1.1 研究背景在生活中，植物是人们生活中不可缺少的物品。

但是，对于植物的养护需要花费大量的人力物力，而传统的浇水方式也存在时间不均匀、量不足或过多等问题，给植物的健康造成不良影响。

因此，为了满足人们对于智能、高效且健康的植物浇水技术的需求，提高植物养护的质量和效率，研究和开发基于单片机的智能浇水系统显得尤为重要。

1.2 研究意义利用单片机技术实现智能浇水系统，能够减轻人们的工作负担，同时提高浇水的准确性，保证植物健康生长。

此外，该系统还具备自动化、可视化、智能化等特点，可以在节约能源和资源的同时，提高养护效果，为人们生活带来便利。

1.3 现有研究进展目前，国内外对于单片机智能浇水系统的研究较多，研究方法常采用传感器技术、控制技术、通讯技术等，其中以控制技术为主。

对于温室、花园、家庭种植等不同场合，智能浇水系统的设计方式会有所不同。

第二章：智能浇水系统的设计2.1 系统框架设计针对电气控制系统的设计需求，可以将整个电气控制系统分为三个方面：传感、处理、操作。

其中，需要使用各种传感器检测植物的健康状况和环境温度、湿度等参数，然后通过单片机对数据进行处理和分析，根据处理结果控制系统执行相应的操作，满足对植物和环境的合理控制和管理。

2.2 系统硬件设计本系统主要硬件包括四个部分：传感器模块、单片机控制模块、液体泵模块和电源模块。

其中，传感器模块主要用于探测植物和环境的温度、湿度等物理参数，单片机模块则将传感器获得的信号数据进行处理，液体泵模块主要负责控制浇水和排水系统，电源模块则为整个控制系统提供电源支撑。

2.3 系统软件设计本系统的软件主要包括以下几个方面：传感器数据的采集、传感器数据的处理、及时报警、数据显示与记录等。

对于采集到的各项参数，需要对其进行分析和处理，在设定的参数范围内对数据进行控制，以达到智能化的要求。

同时，由于该系统设计具备即时交互的功能，因此需要提供一些人机交互界面，以方便用户随时进行操作和管理。

武汉轻工大学毕业设计（论文）设计(论文)题目：大棚智能浇灌系统设计*****学号：*********学院：电气与电子工程学院专业：电气工程及其自动化********年月日摘要随着我国现代化进程的不断发展，各地正在面临着水资源的枯竭，很多行业都在努力的寻找节约用水的方法。

大棚种植是现代化农业的典范，特别是在中国大棚种植更是比比皆是，大棚种植就面临一个节水浇灌问题，而节水浇灌依赖智能浇灌系统的节水能力的水平。

我国的节水浇灌系统做的并不是很好，智能浇灌技术作为现代社会的一项必不可少的技术，各项各业的节水能力都取决于智能浇灌技术的高低，智能节水浇灌系统是为解决水资源的匮乏，提高用水效率而发展起来的一项现代化的技术。

本设计了采用的是一个智能浇灌系统，以8051系列的单片机为核心，用模块化的设计方案完成的。

由以下模块组成：（1）温度湿度采集模块，（2）时钟模块，（3）步进电机控制模块，（4）键盘借口模块和显示模块。

（5）PH检测模块。

第一个模块围绕DHT11温湿度传感器完成的，第二个模块主要是由DS1302和32.768KHZ的晶振组成，第三个模块模块主要是采用达灵顿驱动芯片ULN2003完成的，第四个模块是以LCD12864为核心的。

第五个模块主要是PH传感器和A/D0809。

在智能控制下，该系统实时对土壤的温湿度进行采集与对比，当实际温湿度低于设定值时单片机自动启动步进电机进行浇灌，当实际温湿度高于设定值时单片机自动控制步进电机停止浇灌。

关键词：8051系列，DHT11温湿度传感器，步进电机，LCD12864，DS1302时钟芯片。

With the development of modernization, the world is facing resource depletion, all walks of life to find ways to save water in an effort to.Greenhouse cultivation is the model of modern agriculture, especially in the China greenhouse planting is meet the eye everywhere, greenhouse planting on the face of a water-saving irrigation problems. Water saving ability of water-saving irrigation on intelligent irrigation system.China's water-saving irrigation system is not very good, intelligence technology is an essential technology in modern society, water conservation ability of various industries depend on intelligence technology level, intelligent water-saving irrigation system is scarce of water resources, improve waterand developed a technique for efficiency..This design uses an intelligent irrigation system, with 8051 series microcomputer as the core, to complete the design using posed of a module:(1) the temperature and humidity data acquisition module, (2)clock module , (3) stepper motor control module, (4) keyboard interface module and display module.(5) PH detection module . The first module on DHT11 temperature and humidity sensors to complete, second module mainly is composed by DS1302, and the 32.768KHZ crystal，third module is used mainly in Darlington chip ULN2003 driver, the fourth module LCD12864 is the core of the.The fifth module is the PH sensor and A/D0809.In the intelligent control, acquisition and comparison of temperature and humidity on the soil of the real-time system, when the actual temperature and humidity is below the set value of MCU automatic start stepping motor for irrigation, when the actual temperature and humidity is higher than the set value single-chip microcomputer automatic control stepper motor to stop.Keywords: 8051; DHT11 temperature and humidity sensor; step motor;LCD12864; DS1302.1 绪论 (4)1.1 引言 (4)1.2 课题来源 (4)1.3 国内外的现状 (5)2 方案设计与论证 (5)2.1总体方案与论证 (5)2.2 键盘电路 (7)2.3选择温湿度传感器 (8)2.3.1湿度传感器简述 (8)2.3.2 数字温湿度传感器DHT11 (9)3系统硬件电路设计 (10)3.1AT89C51单片机硬件结构 (10)3.1.2 A T89C51最小系统 (13)3.2直流稳压电源的设计 (14)3.3湿度采集模块 (15)3.3.1温湿度传感器原理 (15)3.4 时钟模块 (17)3.4.1时钟模块接线电路 (17)3.5液晶显示模块 (19)3.5.1液晶LCD12864介绍 (19)3.5.2模块主要硬件构成说明 (20)3.6 步进电机驱动模块 (21)3.6.1步进电机简介和原理 (21)3.6.2ULN2003驱动模块 (21)3.6.3步进电机驱动模块电路图 (22)3.7 PH检测模块 (22)4 系统程序设计 (24)4.1 主程序设计 (24)4.2 12864 LCD显示子程序设计 (25)5 结论 (25)参考文献 (27)1 绪论1.1 引言水是所有生命体必不可少的重要元素，是维持人类生产生活最重要物质之一。

基于单片机的蔬菜大棚农业自动化灌溉系统研究设计摘要：随着农业自动化水平的提高．农业灌溉逐步发展到自动灌溉系统。

为此，介绍一种基于单片机和射频模块nRF24Lol 来实现无线数据传输，利用多点湿度传感器检测环境湿度的蔬菜大棚自动灌溉控制系统。

系统由主站和分站组成，主站和分站可以通过无线射频模块交换实时湿度数据，并由主站处理后发送控制信号控制分站的电磁阀实现自动灌溉。

关键词：农业自动化灌溉系统；AvR单片机；无线射频技术O引言随着我国农业自动化水平的提高，农业灌溉由以往的人工灌溉发展到现在的自动灌溉，并且在多种地形和条件下使用，效果都非常不错。

但是，这种灌溉系统也有不少缺点，如不能检测当前环境的湿度，只是按照灌溉时间间隔来进行控制；遇到比较大的种植面积，布线非常复杂，电缆需要做防水保护，制作成本和维护成本都非常高。

所以，考虑到农业灌溉的特殊性，本文提出了一种新型的自动灌溉系统，适用于多种农业种植环境，以蔬菜大棚自动灌溉系统为例，从硬件和软件设计方面分析：首先，布线方面不采用传统的线路铺设，而采用无线射频模块传输数据和接收数据，具有较大的灵活性，并节约成本；其次，通过利用高性能AVR单片机具有的sPI 方式，来控制发送和接收无线传输模块传输的数据，并可靠地控制电磁阀动作，利用单片机控制具有较强的实时性，并且可以移植到各种实时操作系统中实现；最后，蔬菜大棚室外降雨等因素可以忽略，使程序更加稳定，并能有效的节约维护成本。

矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。

1系统硬件设计本系统由主站和分站组成点对多点的无线数据传输网络，其中1 个主站，多个分站，本设计中以3个分站为例，每个分站上其他电路由一个湿度传感器、电磁阀驱动电路和电磁阀构成。

主站与分站之间距离理论不超过l km，实际50m即可。

主站和分站的核心都是利用AVR单片机控制操作，主站单片机：主要接收湿度数据并处理，然后发送数据到相应分站，分站的单片机接收到数据后响应主站命令，从而控制电磁阀动作。

PLC实验报告自动化灌溉系统设计一、引言自动化灌溉系统是一种利用现代技术实现农田灌溉的智能系统。

本实验旨在使用PLC（可编程逻辑控制器）设计一个自动化灌溉系统，以提高农作物灌溉的效率和准确性。

二、系统设计1. 硬件设计本系统的硬件设计包括PLC、传感器、执行器和用户界面设备。

PLC作为主控单元，通过传感器感知土壤湿度、温度和大气湿度等数据，并根据预设的灌溉逻辑，通过执行器控制灌溉设备的运行。

用户界面设备可用于设置灌溉计划、监控系统状态等操作。

2. 软件设计软件设计主要包括PLC程序设计和用户界面设计。

- PLC程序设计：根据实验要求和系统设计需求，编写PLC程序，实现对传感器和执行器的控制，包括数据采集、处理和决策等功能。

- 用户界面设计：设计一个直观易用的用户界面，供用户设置灌溉计划、监控系统状态、查看灌溉报告等操作。

三、实验步骤1. 传感器与执行器连接：将传感器和执行器与PLC相连接，确保数据的准确传递和执行器的正常操作。

2. PLC程序编写：根据实验要求和系统设计，在PLC上编写程序，实现数据采集、逻辑判断和控制执行器的功能。

3. 用户界面设计：使用合适的软件工具设计一个直观易用的用户界面，方便用户设置和监控灌溉系统。

4. 系统测试：进行系统测试，确保传感器数据的准确性和执行器的正常运行，同时测试用户界面的功能是否符合设计要求。

四、实验结果经过实验测试，本自动化灌溉系统设计实现了预期的功能，并取得了以下结果：1. 传感器数据准确：系统可准确获取土壤湿度、温度和大气湿度等参数，并根据实时数据判断是否需要进行灌溉。

2. 灌溉控制精确：系统能够根据设定的灌溉计划，准确计算灌溉时间和灌溉量，以满足不同作物的需求。

3. 用户界面友好：用户界面设计直观易用，用户能够方便地设置灌溉计划、监控系统状态和查看灌溉报告。

五、实验总结本实验利用PLC设计了一个自动化灌溉系统，通过准确感知土壤湿度等参数，并根据预设的逻辑进行灌溉控制，提高了农作物灌溉的效率和准确性。

一．系统简介近年来，随着社会的发展和人们生活水平的提高，城镇建设的不断发展，城市人口大量集中，工业和生活用水迅速增加，旅游、休闲、运动场及居民小区等各种绿地面积越来越大，城市供水的紧张状况日益突出。

传统的灌溉方式已不能满足现代灌溉的要求，采用高效的灌水方式势在必行。

只有采用自动化的控制方式才能满足现代灌溉的要求。

现在的蔬菜生产由数量型转向质量型，市民要求常能吃到新鲜的蔬菜，因而蔬菜园的温室大棚大量出现，同时温室大棚的控制和灌溉给我们提出了更高的要求。

北京昆仑华海科技有限公司在广泛的市场调研和技术开发的基础上，依靠自身的技术实力，推出了灌溉工程自动控制系统；采用目前主流的工业自动化控制网络，来实现系统的Internat网络管理方式。

该系统采用了先进的计算机网络技术、工控组态技术、PLC和恒压变频供水技术，可以在监控室通过电脑监视屏就观察到灌溉系统的运行情况，并自动对系统的运行情况进行记录，分析，以及实现故障排除等实际有效的功能。

实现了泵站现场的无人值守，减少了管理人员，节省了管理费用，提高了经济效益，真正做到节能、环保、节约用水的目的。

二．系统功能2.1 上位企业管理功能它是基于WWW服务器的方式来实现，各职能管理部门，通过企业的内部网络，使用Windows系统自带的标准浏览器，就能对现场的实时数据和设备的运行状态进行监控。

领导即使出差远在千里之外，也能够通过拨号上网，浏览现场的设备工作状态。

2.2 全自动化监控功能采用当今最流行的全中文工控组态软件，利用组态软件开发监控应用软件，可以动态直观地显示灌溉系统的实际运转情况，同时对灌溉设备的数据完成存储，统计分析，报表显示，打印记录等功能。

2.3 PLC控制功能我们采用德国西门子公司的S7系列可编程控制器，该PLC性能稳定、可靠，安装简便，现场接线迅速，编程简单，标准的梯形图编程使得工程人员易学易用，同时总线接口控制模块采用标准的工业总线通讯协议，满足监控系统通讯的要求。

物联网技术及应用综合训练题目：智能灌溉系统的研究与设计专业：__________________ 电子信息与技术_______________ 学院：___________________ 信息工程学院________________学生姓名：__________________ 2P1 _________ 学号：____________________ 2014520438 _______________ 指导教师：___________________ 张军朝__________________2015年6月5日目录:一、系统需求分析 (1)1.1滴灌施肥技术简介 (1)1.2课题研究的背景及目的意义 (1)1.3国外发展概况 (2)1.4国内发展概况 (3)二、系统架构 (4)二、硬件 (6)2.1机械部分 (6)2.2电路部分设计 (8)A湿度传感器方案 (8)B.运算放大器方案 (8)C.电机方案 (9)D.显示部分设计： (12)E.舵机控制方案 (13)F.电源部分设计 (14)G.对单片机的改进设计 (15)三、程序清单 (17)A、程序流程 (17)B、部分模块驱动程序： (18)C、主程序： (32)、系统需求分析1.1滴灌施肥技术简介滴灌施肥是一种先进的灌溉施肥方式，它将两个原本相互独立的技术一灌溉和施肥，采用旁路式的结构结合在-起。

滴灌施肥技术把肥料液、酸液和水通过一定比例混合在一起并将其准确地施加在作物根系附近，使得作物的根系能够充分直接吸收利用，满足作物不同阶段对养分的需求和土壤中的养分供给平衡。

采用滴灌施肥技术可以方便地调节灌溉水中营养物质的浓度，满足作物生长的营养需求规律, 人幅度提高肥料和水的利用效率、提高作物的产量和质量，同时还减少了田间管理作业的时间；滴灌施肥技术能够准确地控制满足植物生长最优的混合肥剂量以及渗入土壤的深度，而且施肥均匀、定位准确, 使得灌溉施肥参数得到精确有效地控制，减轻了土壤、地下水和坏境的污染。

基于物联网技术的智慧农业灌溉系统设计与实现智慧农业是一种将物联网技术应用于农业领域的创新方向。

通过连接传感器、设备和互联网，智慧农业利用数据分析和自动化控制，实现了农业生产的智能化和精细化管理。

其中，智慧农业灌溉系统作为智慧农业中的重要一环，可实现对农作物的精确灌溉管理，提高水资源利用效率，提供农作物生长所需的水分和养分。

本文将详细介绍基于物联网技术的智慧农业灌溉系统的设计与实现。

一、引言智慧农业灌溉系统旨在通过物联网技术实现对土壤水分和气象条件的实时监测和分析，并根据农作物的需求进行精确调控，以达到节水、提高产量和质量的目的。

二、系统架构基于物联网技术的智慧农业灌溉系统包括传感器节点、数据传输网络、服务器和用户界面等组成部分。

传感器节点用于采集土壤水分、气温、湿度等数据，并将数据通过数据传输网络传输到服务器。

服务器对数据进行分析和处理，并根据农作物的需求制定合理的灌溉方案。

用户界面允许用户实时监测和调节灌溉系统的运行状态。

三、传感器节点设计1. 土壤水分传感器：选择合适的土壤水分传感器对土壤水分进行实时监测。

传感器应具有高精度、低功耗和抗干扰能力，以确保数据的准确性和稳定性。

2. 气象传感器：选择包括气温、湿度、风速和雨量等参数的气象传感器，以获取农田的气象条件。

传感器应能够在复杂的农田环境下正常工作，并提供准确的数据。

四、数据传输网络为了实现传感器数据的及时传输和接收，可以采用无线网络技术，如Wi-Fi、LoRa等。

通过搭建无线传输网络，可以实现传感器节点与服务器之间的远程通信，并保证数据的快速和稳定传输。

五、服务器端设计1. 数据存储和处理：服务器端需要建立数据库，对传感器采集的数据进行存储和处理。

可以使用MySQL等关系型数据库，对数据进行结构化存储和高效查询。

2. 数据分析和决策制定：服务器端通过数据分析算法对采集的数据进行处理，提取出农作物的需求，并制定合理的灌溉方案。

可以利用机器学习和数据挖掘等技术，对数据进行模式识别和预测，提高决策的准确性和实时性。

基于单片机的智能花盆浇水系统设计参考文献1. 程卡莱多维奇等人，基于Arduino的智能植物灌溉系统设计与研究，2017年第3期，信号与智能处理杂志。

这篇文章介绍了如何使用Arduino单片机设计和构建智能植物灌溉系统。

文中提到了使用土壤湿度传感器进行土壤湿度检测和根据检测结果控制水泵的原理。

文章还介绍了系统的硬件组成和软件编程细节，并给出了实验结果和性能评估。

2. 罗伯特·史密斯等人，单片机控制的智能花盆系统设计，2018年，电子技术与计算机科学杂志。

该论文详细描述了一种基于单片机控制的智能花盆系统的设计和实现。

作者介绍了多种传感器，包括温度传感器、湿度传感器和光线传感器，用于监测环境条件。

文章还讨论了控制策略和电路设计，并给出了系统的性能评估和实验结果。

3. 马克斯和斯科特，基于Raspberry Pi的智能花盆系统的设计与实现，2019年，自动化与遥感技术杂志。

这篇文章介绍了一个基于Raspberry Pi的智能花盆系统的设计和实现。

作者详细描述了系统的硬件组成和软件编程，包括根据土壤湿度和环境温度来控制水泵和灯光等设备。

文章还提到了远程监控和遥控功能，以及通过云平台进行数据分析和智能决策的思路。

4. 田静等人，基于物联网的智能花盆浇水系统设计，2020年第5期，现代电子技术。

该文章介绍了一种基于物联网的智能花盆浇水系统的设计。

作者详细描述了硬件设计和软件编程，包括使用湿度传感器和WiFi模块来实时监测和远程控制系统。

文章还讨论了系统的能耗优化和扩展性，并给出了系统测试和评估结果。

5. 理查德·詹姆斯等人，基于无线传感器网络的智能花盆系统设计与实现，2017年，计算机通信与信息杂志。

这篇文章介绍了一种基于无线传感器网络的智能花盆系统的设计与实现。

作者讨论了传感器节点的布局、网络通信协议和数据处理算法。

文章还提到了系统的实时监测和远程控制功能，并通过实验评估了系统的性能和稳定性。

《基于LoRa的智能节水灌溉系统》篇一一、引言随着人口增长和经济发展，水资源日益紧张，节水灌溉系统的研发和推广变得尤为重要。

传统的灌溉方式往往存在水资源浪费、管理不便等问题。

而基于LoRa（Long Range）技术的智能节水灌溉系统，以其长距离、低功耗的通信特点，为解决这些问题提供了新的解决方案。

本文将详细介绍基于LoRa的智能节水灌溉系统的设计、实现及其优势。

二、系统设计1. 硬件设计本系统主要由LoRa通信模块、传感器模块、控制器模块、水泵模块等组成。

LoRa通信模块负责数据传输，传感器模块包括土壤湿度传感器、气象传感器等，用于实时监测环境数据。

控制器模块负责根据监测到的数据控制水泵模块的工作状态，实现自动灌溉。

2. 软件设计软件部分包括数据采集、数据处理、数据传输和控制策略四个部分。

数据采集由传感器模块完成，实时监测土壤湿度、气象等数据。

数据处理由控制器模块完成，对采集到的数据进行处理和分析，得出灌溉决策。

数据传输通过LoRa通信模块实现，将处理后的数据传输至服务器端。

控制策略由服务器端根据接收到的数据制定，并通过LoRa通信模块发送至控制器模块，控制水泵模块的工作状态。

三、系统实现1. 数据采集与传输传感器模块实时采集土壤湿度、气象等数据，通过LoRa通信模块将数据传输至服务器端。

LoRa通信模块具有长距离、低功耗的特点，能够确保数据的稳定传输。

2. 数据处理与决策控制器模块接收到传感器模块传输的数据后，通过数据处理算法对数据进行处理和分析，得出灌溉决策。

根据决策结果，控制器模块会控制水泵模块的工作状态，实现自动灌溉。

3. 控制策略与执行服务器端根据接收到的数据制定控制策略，并通过LoRa通信模块发送至控制器模块。

控制器模块接收到控制策略后，会控制水泵模块按照策略要求进行工作，实现智能灌溉。

四、系统优势1. 节水效果显著：基于LoRa的智能节水灌溉系统能够根据土壤湿度、气象等数据实时调整灌溉策略，避免水资源浪费。