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毕业设计开题报告电子信息工程基于单片机的自动灌溉系统设计一、前言单片机诞生于20世纪70年代末，经历了SCM、MCU、SoC三大阶段。
目前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。
导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能IC卡，民用豪华轿车的安全保障系统，录象机、摄象机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具、电子宠物等等，这些都离不开单片机。
更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械。
单片机应用的主要领域有：1）智能化家用电器：各种家用电器普遍采用单片机智能化控制代替传统的电子线路控制，升级换代，提高档次。
如洗衣机、空调、电视机、录像机、微波炉、电冰箱、电饭煲以及各种视听设备等。
2）办公自动化设备：现代办公室使用的大量通信和办公设备多数嵌入了单片机。
如打印机、复印机、传真机、绘图机、考勤机、电话以及通用计算机中的键盘译码、磁盘驱动等。
3）商业营销设备：在商业营销系统中已广泛使用的电子称、收款机、条形码阅读器、IC卡刷卡机、出租车计价器以及仓储安全监测系统、商场保安系统、空气调节系统、冷冻保险系统等都采用了单片机控制。
4）工业自动化控制：工业自动化控制是最早采用单片机控制的领域之一。
如各种测控系统、过程控制、机电一体化、PLC等。
在化工、建筑、冶金等各种工业领域都要用到单片机控制。
5）智能化仪表：采用单片机的智能化仪表大大提升了仪表的档次，强化了功能。
如数据处理和存储、故障诊断、联网集控等。
6）智能化通信产品：最突出的是手机，当然手机内的芯片属专用型单片机。
7）汽车电子产品：现代汽车的集中显示系统、动力监测控制系统、自动驾驶系统、通信系统和运行监视器（黑匣子）等都离不开单片机。
8）航空航天系统和国防军事、尖端武器等领域：单片机的应用更是不言而喻.单片机的功能是靠程序驱动实现的，通过编程将程序烧写到单片机内部，控制芯片各个引脚在不同时间不同的电平输出，进而控制与这些引脚连接的外围电路电气状态。
基于单片机的智能灌溉系统设计随着现代农业技术的不断进步，智能化农业、智能化灌溉已经成为农业领域的研究热点和发展方向。
基于单片机的智能灌溉系统通过无线通讯、传感器控制等技术手段，实现对水源、土壤、气候等情况的实时监测和掌控，从而实现对灌溉的精准控制、降低浪费，提高作物产量和质量，助力农业现代化建设。
本文将介绍基于单片机的智能灌溉系统的设计，主要包括系统的硬件、软件设计与实现等方面。
一、系统硬件设计1.传感器模块智能灌溉系统需要使用多种传感器来实现对土壤、空气、水源等信息的测量和控制。
目前常用的传感器有土壤湿度传感器、温度传感器、湿度传感器、光照度传感器和PH值传感器等。
2.控制模块控制模块是系统的核心组成部分，它通过对传感器的测量值进行分析和处理，得出灌溉时机、灌溉量等决策，并通过执行器如水泵、阀门等,实现自动灌溉控制。
3.执行器模块执行器模块主要由水泵、阀门等组件构成，负责将水源供给给灌溉点。
在水泵的控制方面，可以使用PWM技术，控制电机的转速，从而实现灌溉量的精准控制。
1.数据采集模块数据采集模块需要定时测量土壤湿度、温度、湿度、光照度和PH值等参数，并将数据存储在数据库中，为后续的决策和操作提供支持。
控制决策模块对采集到的各种参数进行分析和处理，根据设定的灌溉策略，制定相应的灌溉控制方案。
例如，当土壤湿度低于一定水平时，控制模块会根据该阈值点打开水泵并持续一定时间。
智能灌溉系统需要与互联网相连，实现实时数据采集、传输和操作控制。
采用WiFi、GPRS等方式实现无线通讯，并在网页上实时显示各种参数信息和操作控制界面。
三、系统实现在基于单片机的智能灌溉系统的实现过程中，需要进行硬件和软件的相互配合和优化。
硬件的调试和测试需要结合软件的开发，完成各个模块的调试和优化。
最终的系统应该具有以下特点：1. 灵活性：系统能够适应不同的作物、不同的灌溉场地和不同的环境条件，灌溉策略可以进行相应的调整和修改。
![(参考)基于单片机的智能浇花系统的设计与实现毕业论文[管理资料]](https://img.taocdn.com/s1/m/62bd39d3dd36a32d737581f0.png)
智能灌溉毕业设计论文智能灌溉毕业设计论文近年来，随着人工智能技术的不断发展和应用，智能灌溉系统成为了农业领域的热门话题。
智能灌溉系统通过感知环境、分析数据和自主决策，能够实现精准灌溉，提高农作物的产量和质量。
本篇论文将探讨智能灌溉系统的设计原理、应用场景以及未来发展方向。
一、智能灌溉系统的设计原理智能灌溉系统的设计原理主要包括感知子系统、决策子系统和执行子系统。
感知子系统通过传感器和数据采集设备，对土壤湿度、气温、光照等环境参数进行实时监测和采集。
决策子系统通过人工智能算法对采集到的数据进行分析和处理，确定灌溉方案，并生成相应的控制指令。
执行子系统根据控制指令，控制灌溉设备进行灌溉操作。
二、智能灌溉系统的应用场景智能灌溉系统的应用场景非常广泛，可以应用于农田、果园、花卉等各种农作物的种植。
在农田中，智能灌溉系统可以根据土壤湿度和作物需水量的变化，自动调节灌溉量和灌溉时间，实现精准灌溉。
在果园和花卉园中，智能灌溉系统可以根据不同植物的生长需求，调节灌溉水量和灌溉频率，提高果实的品质和花卉的观赏价值。
三、智能灌溉系统的优势和挑战智能灌溉系统相比传统的手动灌溉方式具有许多优势。
首先，智能灌溉系统可以根据实时的环境数据和作物需水量，实现精准灌溉，避免了过量或不足的灌溉，提高了灌溉效果。
其次，智能灌溉系统可以减少人力资源的投入，提高农作物的生产效率。
然而，智能灌溉系统也面临一些挑战，比如传感器的准确性、算法的可靠性以及系统的稳定性等方面。
四、智能灌溉系统的未来发展方向智能灌溉系统的未来发展方向主要包括以下几个方面。
首先，需要进一步提高传感器的准确性和稳定性，以确保数据的准确性和可靠性。
其次，需要研究和开发更加智能化的算法，以提高系统的自主决策能力和适应性。
此外，还需要加强智能灌溉系统与其他农业技术的集成，实现农业生产的全面智能化。
总结起来，智能灌溉系统是一项具有广阔应用前景的技术，它可以提高农作物的产量和质量，减少资源的浪费，实现农业的可持续发展。
基于单片机的智能灌溉系统设计
智能灌溉系统是指基于单片机控制的自动化灌溉系统，它利用传感器和控制器等硬件设备，实现对植物的智能化监测和自动化灌溉。
本文将从系统原理、硬件设计和软件设计三个方面，对基于单片机的智能灌溉系统进行详细介绍。
系统原理部分，智能灌溉系统基于单片机，主要包括传感器、控制器和执行器三个组成部分。
传感器用于监测植物的土壤湿度、光照强度和温度等信息，控制器负责对传感器采集的数据进行处理和判断，根据预设的灌溉规则来控制执行器对植物进行灌溉。
该系统通过传感器采集植物周围环境信息，并通过控制器对采集到的数据进行判断和处理，从而实现对植物灌溉的智能化控制。
软件设计部分，智能灌溉系统需要通过编程来实现对传感器和执行器的控制。
在软件设计中，需要首先通过单片机的IO口连接传感器和执行器。
然后，编写相应的程序来读取传感器输入的模拟量，并将其转化为数字量进行处理。
接着，根据预设的灌溉规则，对传感器采集到的数据进行判断，决定是否进行灌溉，并控制执行器进行相应的动作。
还可以在软件设计中加入一些保护措施，如限制灌溉水的流量和时间，以避免过度灌溉。
基于单片机的智能抽水灌溉系统设计目录1. 内容概要 (2)1.1 研究背景 (3)1.2 研究意义 (4)1.3 国内外研究现状 (5)1.4 研究内容与方法 (6)2. 智能抽水灌溉系统概述 (7)2.1 系统功能与目标 (8)2.2 系统组成 (10)3. 基于单片机的控制系统设计 (10)3.1 硬件设计 (12)3.1.1 单片机选择 (13)3.1.2 电源模块设计 (14)3.1.3 泵电机控制模块 (16)3.1.4 传感器及接口设计 (17)3.2 软件设计 (18)3.2.1 控制策略 (19)3.2.2 实时操作系统应用 (19)3.2.3 用户界面设计 (20)4. 灌溉系统的精准控制策略 (22)4.1 土壤湿度检测与控制 (23)4.2 水位检测与控制 (24)4.3 气候条件分析与控制 (24)4.4 人工神经网络在控制中的应用 (26)5. 系统优化与调试 (27)5.1 系统性能指标 (29)5.2 系统优化方法 (30)5.3 系统调试与测试 (30)6. 系统实施与应用案例 (31)6.1 系统实施流程 (32)6.2 应用案例分析 (34)6.3 系统维护与优化 (35)7. 结论与展望 (36)7.1 研究成果总结 (37)7.2 存在问题与不足 (38)7.3 未来工作展望 (39)1. 内容概要本文档旨在阐述基于单片机技术的智能抽水灌溉系统的设计概念、实现方案及应用前景。
文章将分章节探讨该系统的核心内容和功能：系统概述：介绍系统设计理念、目的及发展方向，强调智能灌溉系统的重要性及其在现代农业中的应用价值。
市场需求与技术背景：分析当前市场对高效、智能灌溉系统的需求，概述相关技术的发展现状，包括传感器、微控制器、通信协议及远程监控技术。
系统架构：详述智能灌溉系统的硬件组成及软件核心模块。
详细介绍单片机的选择、外围电路设计，如水分传感器、土壤墒情传感器、水流量传感器等，以及系统的通信模块实现。
基于单片机的智能灌溉系统设计一、系统功能智能灌溉系统是一种基于单片机的自动控制系统，它能够根据土壤湿度和气象条件实时的调节灌溉设备，实现对农作物的智能管理。
系统的主要功能包括：1. 监测土壤湿度：通过土壤湿度传感器实时监测土壤湿度情况，及时了解土壤水分状况。
2. 控制灌溉设备：根据土壤湿度和气象条件，智能控制灌溉设备的启停，确保农作物得到适当的灌溉。
3. 天气预报功能：通过气象传感器获取气象数据，结合天气预报信息，提前做好灌溉计划，避免因天气变化而造成的过度或不足的灌溉。
4. 远程控制功能：通过手机APP或者网页端，实现对智能灌溉系统的远程监控和控制。
二、系统组成智能灌溉系统主要由控制器、传感器、执行机构、通信模块和供电模块等组成。
1. 控制器：控制器是系统的大脑，负责数据的处理和决策。
常用的单片机有Arduino、STM32等，通过编程实现对传感器和执行机构的控制。
2. 传感器：包括土壤湿度传感器、温湿度传感器、光照传感器、雨量传感器等。
这些传感器通过测量环境参数，为控制器提供决策依据。
3. 执行机构：执行机构包括电磁阀、水泵等，负责根据控制器的指令，对灌溉设备进行启停控制。
4. 通信模块：通信模块可以选择WIFI模块、蓝牙模块或者LoRa模块，实现系统和用户之间的远程通信。
5. 供电模块：供电模块可以采用太阳能电池板、电池或者市电供电，保证系统的正常运行。
三、系统原理智能灌溉系统的工作原理是通过传感器采集环境参数数据，经过单片机的处理和分析，根据设定的灌溉策略，控制执行机构实现自动灌溉。
2. 数据处理：控制器接收传感器数据后，进行数据处理和分析，根据设定的灌溉策略，判断是否需要进行灌溉。
3. 控制执行机构：如果判断需要进行灌溉，控制器向执行机构发送指令，启动灌溉设备进行灌溉；如果判断不需要进行灌溉，控制器则停止灌溉设备。
4. 数据通信：系统可以通过通信模块与用户的手机APP或者网页端进行实时数据交互，用户可以远程监控系统运行状态，并对系统进行控制。
目录第1节引言 (3)1.1 节水灌溉系统概述 (3)1.2 本设计任务和主要内容 (4)第2节系统主要硬件电路设计 (5)2.1 单片机控制系统原理 (5)2.2 单片机主机系统电路 (5)2.2.1时钟电路 (6)2.2.2复位电路 (6)2.2.3数据存储器的扩展电路 (6)2.3 数据采集处理电路 (7)2.4 LED显示系统电路 (8)2.5 超限报警电路 (10)第3节系统软件设计 (11)3.1 系统主程序设计 (11)3.2 采样子程序设计 (12)3.3数据处理 (13)3.3. 1数字滤波技术 (13)3.3.2标度变换 (15)3. 3. 3 BCD转换 (18)3. 4 LED动态显示程序 (18)第4节结束语 (21)参考文献 (22)基于单片机的自动节水灌溉系统第1节引言自动控制节水灌溉技术的高低代表着农业现代化的发展状况，灌溉系统自动化水平较低是制约我国高效农业发展的主要原因。
单片机控制的滴灌节水灌溉系统，该系统可对不同土壤的湿度进行监控，并按照作物对土壤湿度的要求进行适时、适量灌水，其核心是单片机和PC机构成的控制部分，主要对土壤湿度与灌水量之间的关系、灌溉控制技术及设备系统的硬件、软件编程各个部分进行实现。
单片机控制部分采用AT89C51单片机为核心，主要由土壤湿度传感器，信号处理电路，显示电路，输出控制电路，故障报警电路等组成，软件选用汇编语言编程。
单片机可将土壤湿度传感器检测到的土壤湿度模拟量转换成数字量，显示于LED显示器上。
该系统灵活性强，易于操作，可靠性高，将会有更广阔的开发前景。
1.1 节水灌溉系统概述生命之起源，水为必要条件，没有了水，地球上的生命将会枯竭。
随着21世纪的到来，能源危机将接踵而至。
比能源危机更可怕的是，作为人类生命之源的水的短缺到了前所未有的程度，这一状况还将随着时间的推移和社会的发展继续恶化。
水资源危机已成为全球性的突出问题，利用科技手段缓解这一危机，将是人类主要的出路。
基于AT89C51单片机的智能浇灌系统设计智能浇灌系统以AT89C51单片机为核心，是一种可以自动感知土壤湿度并进行灌溉的系统。
为了设计这一智能系统，需要连接传感器、执行器及微控制器，并编写相应的程序。
系统的主要硬件组成包括土壤湿度传感器、继电器、电磁阀和LCD显示屏。
土壤湿度传感器用于检测土壤湿度情况，继电器用于控制电磁阀的开启和关闭，电磁阀用于控制水的流动，LCD显示屏用于显示系统状态和数据。
需要将土壤湿度传感器连接到单片机的模拟输入引脚上。
传感器会将土壤湿度转换成模拟信号，单片机通过采样这个模拟信号来获取土壤湿度的值。
然后，需要将继电器连接到单片机的数字输出引脚上。
继电器可以通过被单片机控制来打开或关闭电磁阀。
当土壤湿度低于设定的阈值时，单片机将控制继电器闭合，从而打开电磁阀，让水流进入灌溉系统。
当土壤湿度达到设定的阈值时，单片机将控制继电器断开，电磁阀关闭，停止水的流动。
需要将LCD显示屏连接到单片机的相应引脚上。
LCD显示屏用于显示系统的状态和数据，包括土壤湿度值、水的流动状态等。
在软件方面，首先需要编写初始化程序，设置单片机的工作模式和引脚。
然后，需要编写传感器读取程序，通过对模拟输入引脚的采样来获取土壤湿度的值，并将其保存到内存中。
接着，编写控制程序，判断土壤湿度是否低于设定的阈值，并根据结果控制继电器的闭合和断开。
编写显示程序，将土壤湿度和系统状态等信息通过LCD显示出来。
基于AT89C51单片机的智能浇灌系统设计，可以通过对土壤湿度的感知和控制水的流动来实现自动的灌溉。
这种系统在农业生产中具有重要的应用价值，可以提高灌溉的效率和节约水资源的使用。
毕业论文﹙设计﹚自动浇花系统的设计［摘要］本设计主要的内容是土壤湿度检测电路的设计与制作。
该电路的工作原理是由STC89C52单片机和ADC0832组成系统的核心部分，湿度传感器将采集到的数据直接传送到ADC0832的IN端作为输入的模拟信号。
选用湿度传感器和AD转换，电路内部包含有湿度采集、AD转换、单片机译码显示等功能。
单片机需要采集数据时，发出指令启动A/D转换器工作，ADC0832根据送来的地址信号选通IN1通道，然后对输入的模拟信号进行转换，转换结束时，EOC输出高电平，通知单片机可以读取转换结果，单片机通过调用中断程序，读取转换后的数据。
最后，单片机把采集到的湿度数据经过软件程序处理后送到LCD1602进行显示。
自动浇水系统设计为智能和手动两个部分：智能浇水部分是通过单片机程序设计浇水的上下限值与感应电路送入单片机的土壤湿度值相比较，当低于下限值时，单片机输出一个信号控制浇水，高于上限值时再由单片机输出一个信号控制停止浇水;手动部分是由通过关闭单片机电源，由外围电路供电进行浇灌、[关键词]STC89C52干湿度的采集与显示 LEDDesign of potted flowerss automatic watering system(Grade 08,Class 3,Major electronics and information engineering ，School of physics andAbstract the design of potted plant automatic watering system includes soil temperature and humidity acquisition and display, and the counter setting and display and alarm two parts water. Soil temperature and humidity acquisition and display part, and comprises a soil temperature and humidity acquisition and display, automatic watering system. Soil temperature and humidity acquisition and display in ADC0832is connected with two potentiometers as an induction circuit, the collected soil temperature and humidity value is send to the STC89C52 single chip, then by its transmission to the LCD screen display. Automatic watering system design for intelligent and manual two parts: intelligent watering section through the MCU programming watering the upper limit and the lower limit and the induction circuit into the microcontroller 's soil humidity value are compared, when less than the lower limit value, the MCU output a signal to control the watering, high in the upper limit value by the microcontroller output a signal control stop watering; manual part is composed of single-chip digital tube into the month and day from real time, through the software programmed timing watering time.Key words ：STC89C52 temperature and humidity acquisition in the display counter LED引言1选题的目的和意义随着社会的进步，人们的生活质量越来越高。
I 基于单片机的智能灌溉系统毕业设计 摘 要 水是一切生命过程中不可替代的基本要素，水资源是国民经济和社会发展的重要基础资源。我国是世界上13个贫水国之一，人均水资源占有量只有世界人均水平的l/4。生产和生活占了大量用水。其中农业灌溉用水占全国年总用水量的67％左右，是节水潜力最大的领域。改变农业灌溉方式是节约农业用水的主要途径。农业灌溉方式中，滴灌是目前最为有效的一种。 本设计包括硬件电路设计和软件设计两部分。硬件电路部分主要包括时钟电路设计，复位电路设计，报警电路设计，土壤湿度传感器的选用，主控单片机的选用，数据存储电路和数据采集电路的设计，LED显示部分和串行通信的设计。单片机选用AT89C51；数据存储电路采用外部静态数据存储器6264；数据采集电路采用A/D转换器AD574实现数据转换；设计的显示部分采用6位LED显示，74LS138实现其位选，CD4543实现其段选。土壤湿度传感器将采集到的数据送入A/D转换器AD574，数据存储到外部静态数据存储器6264，最终由LED显示部分显示，读出数据。软件部分包括对主程序、数据采样子程序、数据处理子程序、显示子程序的简单设计。本设计的本系统的硬件电路结构简单、系统的可靠性高
关键词：农业灌溉；单片机；传感器；A/D转换；LED显示 II
Abstract Water is the essential basic factor for all lifecycles. water resource is the important basic resource for social economics and society development. China is one of the 13 countries in the world which have the shortage problem with water resource. the average water distribution is only a quarter of the world. Production industry and every day life usages have taken up the major part of water usage. Agricultural industry uses up about 67% of the total water resource and it is the major stream for water saving. Making changes to the ways of agricultural industry water usage is the main direction of saving agricultural water usage. Drip irrigation is the most effective technique currently in agricultureal irrigation. This design includes hardware ciruit design and software design.In this topic, the hardware circuit design includes clock circuit design, reset circuit design, alarm circuit design, the selection of soil dampness detectors, the selection of single chip microcomputer, data detection and store design, LED monitor part and serial communication circuit design. Single chip uses AT89C51; data storage circuit uses external stable data storage 6264; data detection circuit uses A/D converter AD574 to achieve the conversion; the display part of the design uses six digits LED monitor, 74LS138 achieves position selection, CD4543 achieves interval selection. Soil dampness detector will transfer detected data to A/D converter AD574; data is stored to external stable data storage space 6264, in the end, the LED monitor displays parts of the data for interpretation. Software includes the design of main program, data detection subprogram, data interpretation subprogram,and data display subprogram designs. The hardware design has advantage in a simple circuit, and high reliability of the program.
Keywords: agricultural irrigation;single chip;detector;A/D converter;LED monitor III
目 录 摘 要 ..................................................................................................................................... I Abstract ..................................................................................................................................... II 第1章 引言 .............................................................................................................................. 1 1.1 农业自动灌溉 ............................................................................................................. 1 1.2 国内、外灌溉现状及发展趋势 ................................................................................. 2 1.3 课题研究目的及主要内容 ......................................................................................... 3 第2章 农业节水灌溉系统 ...................................................................................................... 5 2.1 滴灌原理概述 ............................................................................................................. 5 2.2 土壤湿度传感器 ......................................................................................................... 8 2.3 模糊控制 ................................................................................................................... 9 第3章 基于MCS-51单片机的农业灌溉系统的硬件电路设计 ........................................ 11 3.1 单片机选型 ............................................................................................................. 11 3.2 时钟电路 ................................................................................................................... 14 3.3 复位电路 ................................................................................................................. 14 3.4 A/D转换电路 ........................................................................................................... 15 3.5 数据存储电路 ........................................................................................................... 18 3.6 LED显示电路 .......................................................................................................... 19 3.7 串行通信电路 ........................................................................................................... 23 3.8 报警电路 ................................................................................................................... 25 第4章 基于MCS-51单片机的农业灌溉系统软件设计 .................................................... 27 4.1 系统主程序设计 .................................................................................................... 28 4.2 数据采集子程序 .................................................................................................... 31 4.3 数据处理子程序 .................................................................................................... 32 4.4 数据显示子程序 .................................................................................................... 33 4.5 数据通信子程序 .................................................................................................... 35 第5章 结论 ............................................................................................................................ 37 参 考 文 献 ............................................................................................................................ 38 致 谢 .................................................................................................................................. 39 附 录 .................................................................................................................................. 40
