基于单片机节水灌溉系统的设计（外文翻译）.doc

淮 阴 工 学 院毕业设计(论文)外文资料翻译学 院：电子与电气工程学院专 业：电气工程及其自动化姓 名：学 号：外文出处：Proceedings of 2010 International Conference on Remote Sensing (ICRS 2010) Volume(用外文写)附 件：1.外文资料翻译译文；2.外文原文。指导教师评语： 该同学能够结合研究课题选择文献进行翻译,联系较紧密。译文基本忠实于原文，表达较准确，文字较规范。基本符合外文翻译的质量要求。2013年3月15日签名： 注：请将该封面与附件装订成册。附件1：外文资料翻译译文基于STC89C52单片机智能节水灌溉控制系统摘要-灌溉系统的自动化水平代表了国家的农业发展的水平，而中国目前的自动化水平，显示了农业发展水平很低。本文构立了基于STC89C52单片机的控制模型。该系统采用了PC机之间的通信单片机控制系统和单片机控制阀开关，以达到节水的目的。关键词：单片机；节水灌溉；控制一 引言关于中国节水灌溉自动化研究是在初始阶段，并且自动化程度低。自动灌溉的控制系统还处于研究和试验阶段。在中国，虽然有各种各样的灌溉控制器，但大多数他们都是小规模的，有限的实验和理论研究开发的产品是昂贵的。农民知道这些产品可以节省能源水和增加生产，但一次性投资太多了。大多数农民负担不起，所以它不能被广泛应用。本文选取灌溉节水技术，根据作物需水量，土壤条件和其他因素，做到及时和适当的科学的灌溉量，从而达到科学、合理的使用水灌溉的量。本系统通过控制灌水量和时间研究一套便宜、使用方便的节水灌溉控制系统。二 工作原理和总体结构1 工作原理该系统对土壤湿度的实时检测通过微机系统分析，然后测试PC机的值。PC机量的计算用于灌溉的土壤，将灌溉量灌溉时间，然后将时间值输入单片机。单片机系统控制电磁阀的开关闭合，实现定时定量灌溉土壤。PC机控制单片机的数目，实现灌溉不同对象之间的区别。所需的灌溉量的计算灌区，土壤容重，土壤浸湿了的深度，土壤的持水能力，田间灌溉前和灌溉后土壤中的水分。其中，土壤容重，也被称为“土壤假密度”，是没有土壤破坏的单位体积的自然的结构的重量，在2克/立方厘米通常。土壤保持能力，也被称为水的能力，包括水和毛细管水的吸收（部分吸收和利用根系都称为毛细管水）。土壤浸湿了的深度是一个一次性的潮湿的土壤的灌溉深度，其值根据不同的作物而不同。一定面积的灌水量计算如下：Q = SPD（FWC SM ）其中，Q灌溉量，单位：立方米；S灌溉面积，单位：平方米；P土壤容重，单位：克/立方厘米；D要求土壤湿润深度，单位：m；FWC预灌溉土壤持水能力场；SM土壤水分的电流值。在计算灌溉量，根据水的流速，管的横截面面积和数量喷嘴，我们可以计算出所需的时间灌溉。计算公式如下：T = Q /（VSN）其中，V水的流速，单位：米/秒；S管的横截面积，单位：平方米；N喷嘴的数量。不同的目标，也可以使用不同的控制策略。2 整体结构使用PC的串行端口（或usb-232串行线）实现与单片机的通信控制的单片机系统，控制系统的总体结构如图1。图1. 灌溉系统的总体框架 因为奴隶的机器都是一样的微机系统采用了STC89C52芯片为核心，所以本文介绍了一个单片机系统。这设计了一套单片机的通信PC机。单片机接收控制策略由PC机发送到控制阀。该控制系统如图2所示。图2.微机控制系统三 控制系统的硬件设计微机控制系统由单片机最小系统，电源保护电路，湿度采集电路等组成。1 单片机最小系统单片机最小系统包括主控制器STC89C52，时钟电路和复位电路，具体如图3所示。 图3.单片机最小系统2 电路功率显示器的现状与保护该系统设计了一个简单的过电流保护滤波电路。总电源线串联一个熔断器防止过流烧坏电路，滤波电路可以提高单片机抗干扰能力；此外，在平行线连接的发光二极管显示电源的工作状态。该电路如图4所示。 图4电路功率显示器的现状与保护3 数据采集电路为了转换成数字数据的湿度值可以通过单片机处理，本系统选择TLC1543作为A/D转换芯片。优化设计是一个多通道、低价格的ADC的美国产德州仪器公司。它采用串行通信接口，具有多输入通道，节省成本提高效益。这接口与微控制器，可广泛应用于各种数据采集系统。TLC1543能够捕获9种模拟信号，这是一个10位开关电容逐次逼近。信号采集电路示于图5。 图5 数据采集电路4 报警电路当土壤水分值太高或太低我们应该报警。本文设计了一个简单的声音和光线报警电路，利用蜂鸣器的声音和闪烁的LED灯光报警。该电路如图6所示。 图6 声、光报警模块电路5 STC89C52单片机与PC机的串行通信接口电路 PC机与单片机之间的通信采用异步串行通信标准。界面标准的串行总线标准RS-232由美国电子工业宣布协会规定。PC的COM端口的输入和输出是RS-232C电平，当STC89C52串口的输入和输出是TTL水平，因为TTL电平和RS-232C电平不兼容，我们需要电平转换。电平转换芯片选用MAX232芯片，它是由公司发明，包括双向接收器和驱动器IC芯片。它的内部有一个电源电压转换器，需要+ 5 V电源，启用TTL电平转换到RS-232水平，并使RS-232电平与TTL电平转换，易用。该电路如图7所示。 图7 串口通信电路四 软件设计1 计算机程序设计PC机操作终端和信息系统的控制中心。该系统采用VB6.0在WindowsXP环境计算。三接口设计：欢迎和工作状态监测接口，控制对象设置界面和灌溉系统参数设置界面。我们也可以设计一个信息库中记录的信息控制对象。PC机的主程序流程图所示图8。 图8 主机的主程序流程图最重要的是接口参数和技术参数设置界面，通过设置参数MSComm控件来实现串行通信PC机与单片机之间的联系。比如说喷灌灌溉土地需要10，土壤水分的深度1m，田间持水量的0.23和土壤水分值转移到0.15。根据方程（1）和方程（2）可以计算出它的灌溉量和灌溉灌水时间。该界面如图9所示。 图9 以水果为灌溉量和灌溉为例时间计算接口2 单片机程序设计 单片机软件编程设计包括：主程序设计，采样子程序的设计，数据处理子程序设计，报警子程序设计，串口通信子程序设计等。单片机主程序流程图如图10所示。 图10 单片机主程序流程图五 总结该系统实现了精确的灌溉量和灌溉时间，达到节约能源的目的。供应链管理系统采用模块化设计。它易于使用，成本低，灵活，易于操作而且非常可靠，因此很有可能被广泛应用到农业生产中来。 参考文献1 /itemdate2 百度百科3 Zhang junmo，单片机中级教程-原理与应用（第二版），北京航空航天