课程设计-基于单片机的自动浇花系统设计

课程设计--基于单片机的自动浇花系统设计MicrocontrollerBasedDripIrrigationSystemUsingSmartSensor摘要：在过去的几十年中，有快速生长在技术方面在农业领域。不同的监视和控制系统安装在为了提高产率。该收益率可能涉及许多因素。疾病是引起降低产量的主要因素之一。因此，开发监控系统主要侧重于预测疾病萌芽的开始。传感器模块，用于检测不同的环境条件整个农场和检测到的数据利用单片机在液晶上显示。无线微控制器传送到整个农场不同的环境条件数据存储，并分析中央系统。中央单元检查当前的数据与病情，以及是否匹配然后微控制器的命令进行操作继电器。传感器模块被测试的不同的温度范围内，它被发现有中记录的数值变化不大。无线数据转移与引进像各种障碍测试壁，金属体，磁铁等，并可以发现相同的数据传送到中央处理单元，但有一定量的延迟。所开发的系统几乎能预测疾病萌发开始。关键词：农业；疾病监测；单片机无线系统1引言大多数国家给农业经济提供了基础平台，这是一个人生活的主要来源。它不仅提供食物，也有一些重要的原材料，农业还提供了优势大型的就业。但在过去的几十年里，观察到的收益率没有增加，而且在一些地区甚至下降。有许多因素为这产量低负责。这可能是由于化肥的滥用，耕地减少，破碎化农业用地，农业用水浪费，低负值土壤肥沃，气候变化或疾病等。这些病害是影响产量的主要不利因素。对于疾病影响，柑橘（橙）在马哈拉施特拉州（印度）被认为是在在培养的柑橘品种最好地段。但由于真菌和病毒的疾病的人数已被观察到对柑橘影响。根腐病，颈腐，腐果（棕色）由于疫霉菌引起流胶病是最重要因素。在季风季节可以看出，发芽植物的疾病发病率相当高的。不同的环境条件流胶病的增长如下。温度-28〜32C土壤水分-约65%15天相对湿度–80%流胶病的研究已经表明，它生长出现在特定的田野环境中。这环境依赖于特定的设定温度，土壤湿度和相对湿度。因此，三个传感器，温度，土壤湿度，相对湿度，都被用于此系统。这些传感器的测量值被提供给了微控制器。现在，这些值显示在液晶液晶显示器（LCD），以及无线发送。微控制器验证测量值与参考集流胶病的发病情况。如果它检测到疾病开始萌发那么它的运作蜂鸣器。本文共分为五个部分。第一部分引入该系统。它提供了系统的需要，基本主题，下一个部分是收集的一些以前开发的系统。系统的开发流程在第三部分进行了讨论，所有组分的描述和他们的要求被提到。第四部分代表数学模型和系统的实验模型之间的比较。最后一节给出了结论。2农业的不同检测系统课程设计--基于单片机的自动浇花系统设计全文共9页，当前为第1页。从过去的几十年里，农业领域的技术方面出现了飞速的进步。弄明开始利用以及各种检测和控制系统增加农作物的产量。对农业的不同参数如温度、相对湿度、二氧化碳、光检测、土壤PH值等进行检测以及控制。在这里，回顾一些监测系统可以帮助农民提高产量。课程设计--基于单片机的自动浇花系统设计全文共9页，当前为第1页。分层无线传感器网络被安装到测量不同的土壤参数。底线放置传感器通过各种节点将数据发送到基本节点。基本节点由8051单片机组成。使用相同的微控制器，一个密码保护的水流量控制系统是使用双音多频研制（DTMF）技术。DTMF音调是用于农民和监控站之间的通信。在其中一个Wi-Fi模块系统，用于无线通信。该系统使用的Atmega控制器。它主要侧重于通过发送不同的环境条件，选定的服务器路由器。一个其它系统的相同的控制器，监测温度和水的使用。测量值被采用ZigBee无线传输到站点。根据站点水分由农民作为设定预设值执行电机和灌溉阀的控制作用。使用可编程几口控制器（PIC）控制屋内的环境。该系统设置最低介质温度，Tmax和Rhmin提供了一些参考。一旦这些引用违反设置，那么控制器将命令传达操作电路进行适当的控制行动，提出了更高的农作物产量的灌溉管理模式。该模型是基于评估土壤水分张力（SWT）产生的。PIC将修改基于SWT值的灌溉模式，模式是将以蓝牙和GSM的远程监测控制系统采用PIC建议。将整个现场异常情况通知给农民，然后农民可以采取适当的控制措施。3系统发展讨论所开发系统（但不实施）被用来预测系统流胶病的萌发开始包括传感单元，液晶，蜂鸣器，无线模块和微控制器。传感单元读出的不同的大气条件。它包括温度传感器，湿度传感器和土壤湿度传感器。读数被给予微控制器（PIC16F877A）。单片机将显示在LCD上读取上述以及通过无线模块（CC2500模块）发送。发射机的结构框图如图1所示，在这里，在该图中，所有的传感器接口到微控制器。在必要时并不同的数值会在LCD上显示的单片机将驱动蜂鸣器。微微控制器温度传感器湿度传感器湿气传感器LCD蜂鸣器无线模块图1发射机结构图课程设计--基于单片机的自动浇花系统设计全文共9页，当前为第2页。接收器包括无线模块，串行通讯设备（RS-232）和人员的电脑。无线模块将接收到这些不同的传感器读数，并通过RS232交给电脑。接收器如图2所示。无线模块采用标准通信协议RS-232接口到中央处理单元（笔记本电脑）。无线模块课程设计--基于单片机的自动浇花系统设计全文共9页，当前为第2页。无线模块RS232电脑图2接收器在数据库与的帮助下，将存储不同的数据。同时这也会检查的参考条件，并在其检测的条件下，递增计数器。因此它完全能检测到流胶病发病的基本条件，那么它会通过无线模块命令微控制器，控制器将运行蜂鸣器。A湿度传感器相对湿度是空气中的水蒸气的百分比，可以再空气重给定温度下保持总量的测量，单位为百分数。SY-HS-200用于测量湿度。它如图3所示。图3SY-HS-200湿度检测其运作供给直流5V，PIC单片机也将需要相同的电压。其工作温度范围为0–60℃，这意味着它是适合于野外作业。它准确地传导束的湿度范围从30-90％，这是更经常地找出种植土地内。B温度传感器国家半导体公司的LM35集成电路已被用于感测的温度，如图4所示。该LM35系列是精密集成电路温度传感器，其输出电压为线性正比于摄氏（℃）温度。该LM35从而拥有在绝对温度的校准线性温度传感器的优点，因为要减去一个大的恒定电压从它的输出以获得方便摄氏缩放，用户并不需要。该LM35的额定工作在-55°到+150°C温度范围。这使得它适用于野外作业。图4LM35课程设计--基于单片机的自动浇花系统设计全文共9页，当前为第3页。C湿度传感器课程设计--基于单片机的自动浇花系统设计全文共9页，当前为第3页。湿度传感器它被用来测量土壤的存在水分的水平。湿度传感器为电阻和电容的自制桥梁。它示于图5，在此铝箔被用来充当电容板及土壤作为电介质。随着水位或水分含量的增加，它会提高介质的导电性从而降低整个板的电压。为1％的湿差重新改变，存在电容2.90pF的变化。图5湿度传感器在该项目中使用的微控制器是PIC16F877从单片机芯片系列。其背后还有选择这款单片机众多的原因。它具有14位内核，40引脚DIP封装，工作在高达20MHz它还具有闪存的擦写目的。该微控制器是很容易组装，程序，也是价格也很便宜。该擦除时间几乎无法察觉，因为一旦新的程序加载到PIC的，旧的程序会自动被立即删除。FPIC16F877APIC16F877A和它里面的368字节的随机存取存储器（RAM）制成。所使用本程序内的任何临时变量存储从而消除对外部存储器的需要在RAM内部。可以存储程序代码的大小是里面PIC16F877AROM大约8K字。1字长为14位是足够多的系统。晶体振荡器的速度，可以从直流20Mhz被连接到PIC微控制器。现在三个传感器将读取整个农场数据在通过环境条件。无线单元。接收机具有相同的无线单元的发射机。接收到的信号然后给中央单位(笔记本电脑)。它将显示真正的时间值的环境条件,分析了数据,储存和命令操作单片机蜂鸣器如果目前的数据匹配流胶病疾病的萌发的参考条件。E图形用户界面(GUI)这是发达国家为缓解农民。登记到GUI后，农民可以访问系统。由于农民登录到系统中，他/她将被引导到最小输出窗口，如图6所示，它显示当前时钟的时间和所有的三个传感器的实时读数。选项提供给农民查看记录的数据。课程设计--基于单片机的自动浇花系统设计全文共9页，当前为第4页。系统中数据记录设备也提供了。创建数据库,存储大量的数据。一个数据库的窗口如图7所示。它包括所有三个传感器的读数的确切时间阅读。课程设计--基于单片机的自动浇花系统设计全文共9页，当前为第4页。图6主要输出窗口课程设计--基于单片机的自动浇花系统设计全文共9页，当前为第5页。图7数据库窗口课程设计--基于单片机的自动浇花系统设计全文共9页，当前为第5页。4性能分析A土壤水分传感器在水平自我的两铝板块桥之间放置在距离地面15厘米。板之间的距离是3厘米。然后慢慢从干土壤的含水率增加饱和。相同的步骤进行了三个不同温度T=32°C、37°C、44°C和获得的结果是图形化的形式，如图8所示。湿敏元件几乎在三种不同温度下显示相同的电压范围。因此，表明自我使水分传感器的稳定性，它显示0.5mV10%水分变化的电压变化。图8在不同水分下的变化BCC2500其是用于温度，相对湿度和土壤湿度的实时值传送到中央处理单元，即笔记本电脑的无线模块。相同的模块，用于在发射机部分，以及在接收器部分。该模块然后测试等有所不同的距离发射器和接收部分之间，引入状壁，金属体和磁铁等这些实验的结果是表1在下面给出不同的障碍不同的条件，在这里只湿度传感器读数被发送。观察在接收器部分中的值后，可以发现，存在于在接收器部分，除了延迟在接收到的数据量接收到的值没有差异。为发射机和接收机之间的距离增加，并与采用不同的障碍，可以发现，不同的传输值的增加的延迟在它接收。课程设计--基于单片机的自动浇花系统设计全文共9页，当前为第6页。课程设计--基于单片机的自动浇花系统设计全文共9页，当前为第6页。发送数据接收数据距离TX和RX(M)障碍第一次所需时间（s）湿度湿度070705-0.50070705墙0.50070705金属0.75070705磁铁1.00070715-0.75070715墙0.75070715金属1.00070715磁铁1.25070725-1.00070725墙1.00070725金属1.50070725磁铁2.00070735-2.00070735墙-070735金属-070735磁铁-课程设计--基于单片机的自动浇花系统设计全文共9页，当前为第7页。课程设计--基于单片机的自动浇花系统设计全文共9页，当前为第7页。5结论课程设计--基于单片机的自动浇花系统设计全文共9页，当前为第8页。所开发的系统结构简单，成本比目前市场上大多数其他系统有效的。它可以测量不同的环境条件。它包括测量大气温度，相对湿度和土壤温度等系统使用的无线模块的数据传送，通信目的。因此它可以使用在空旷的原野，以及温室内的无线模块的范围可达25m不喜欢树木，长椅，墙壁，橱柜，磁铁等随着使用无线模块的不同的障碍，系统变得灵活的，强大的，等等的传感器可以被放置在任何位置字段，如果