基于传感器的土壤干湿度监测系统的设计7300字论文

基于传感器的土壤干湿度监测系统的设计 11.绪论 11.1研究背景及意义 1.2研究现状与发展 21.3设计任务与要求 31.3.1设计任务 31.3.2设计的基本要求 32.系统总体方案设计 32.1器件选择 32.1.1单片机 32.1.2YL-69土壤湿度传感器 42.1.3LCD1602液晶显示屏 52.1.4BT05蓝牙模块 52.1.5A/D转换模块 62.1.6灌溉电机模块 72.2系统总体结构 73.系统硬件设计 83.1单片机主控制电路 93.2数据采集电路 3.3液晶显示电路 3.4模数转换电路 3.5灌溉电机电路 3.6蓝牙模块电路 4.系统软件设计 4.1系统主程序设计 4.2系统子程序设计 4.2.1土壤湿度采集模块 4.2.2LCD1显示模块 4.2.3模数转换模块 4.2.4按键模块 4.2.5蓝牙模块 5.系统功能测试 5.1系统测试内容 5.2功能测试 225.2.1LCD液晶显示屏测试 225.2.2灌溉测试 5.2.3蓝牙测试 6.总结 参考文献 1数量，是有效耕作的必要条件，不同阶段对水分需求有区术，该技术使用土壤湿度传感器对土壤含水量进行测量，收集数据，用1.1研究背景及意义221.2研究现状与发展术，它支持广域网低功耗设备(也称为低功耗广域网(LPWAN))的蜂窝数据33设备电池寿命可以提高至少10年，同时还能提供非常全面的室内蜂窝数据连接STC89C52单片机(Microcontroller,MC)是本系统的主要控制装置，设置合适农作物湿度参数范围。土壤湿度传感器将湿度信号发到ADC0832,经过模数转换后，将数字信号送入单片机进行数据处理，最后将结果送入液晶显示器显示。根据显示器的信息，单片机发出不同的控制信号，控制水泵的启动和暂停，从而控制水泵抽水灌溉。(1)电路工作原理和过程的分析。(2)按键控制准确稳定；(4)显示器件显示要设置上下限，以及现在的湿度信息；(5)蓝牙无线通信的运用，可以通过发送控制代码对手自动、湿度上下限进2.系统总体方案设计宏晶科技生产的STC89C52RC是CMOS8位微控制器，具有低功耗，高性能的特点，还有8K字节系统的可编程功能。STC89C52RC使用的是做了许多改进的经典的MCS-51内核。STC89C52RC单片机的cpu是智能8位的，FLASH可以在系统内部编程，这使STC89C52RC为许多内嵌入式控制应用系统提供了高度灵活和超高效的解决方案。44系统的成本。只要程序长度小于4K,就会向用户提供所有四个I/O端口。可以用5V的电压进行编程，其清除时间仅为10ms,仅占8751和87C51清除时间的1%。与8751/87C51相比，该设备不容易损坏，不使用两个电源，并且在重写时不能拉动芯片。适用于各种集成控制领域。宽工作电压(2.7V至6V),完全静态工作，工作频率在0Hz至24MHz之间。比8751/87C51等51系列的6MHz到12MHz更灵活。系统可以快也可以慢。STC89C52RC芯片提供三级程序存储□,俗称数据总线端口。2.1.2YL-69土壤湿度传感器输出更准确。如图2-1所示。基于传感器的土壤干湿度监测系统的主程序流程图如图4-1所示。YY结束图4-1主程序流程图本系统主要内容如下：由传感器采集到的土壤湿度模拟量信息经A/D转换最小值时，单片机控制继电器驱动水泵，达到最大值时水泵停止工作，LCD实时显示信息。4.2系统子程序设计本设计土壤采集模块采用YL-69传感器的两个探针采集土壤湿度，当土壤湿度高于上限时，水泵处于关闭状态；当土壤湿度低于下限时，水泵处于工作状态。土壤湿度采集流程图如4-2所示。YNY4.2.2LCD1显示模块本设计需在液晶屏上显示当前湿度以及工作模式。首先对LCD1602初始化，再进行清屏指令，再继续功能设置。部分代码如下：voidLCD1602_clsO)//LCD1602初始化}在设置完一些基本函数，开始进行主界面显示的编程。需要显示土壤湿度和工作模式，state表示模式，在state不为1时，进入工作模式中；zt表示工作状态，当zt=1时为自动模式，否则为手动模式。显示模块流程图如图4-3所示。NY入端DIO失去作用；在第四个脉冲时，将存储的低位数据向右移，并且数据运算存储在dat最低位。部分程序如下：{{}}本设计的按键首先查看按键是否按下执行命令，敏感型按键会因为误触造成短时间闭合等问题，会使得单片机接受信号不良，所以按键设置都需要延时去抖这一过程。state==1和state==2都为设置界面，state==1是设置湿度上限加或者减；state==2模块是设置湿度下限加或者减。按键流程图如图4-4所示。开始开始按键是否按下NY延时去抖按键是否按下Y显示界面Y下限加/减上限加/减本设计选用的BT05蓝牙模块，在手动模式下可以通过客户端上的蓝牙进行对单片机的操作，指令主要是通过RX指令进行发送。通过判断RX[0]是否为A,来确定是否进入工作模式，反之土壤湿度设置模式界面；RX[1]=0是自动模式和手动模式的指令；RX[1]=1是土壤湿度上下限的指令；RX[2]=N是开关水泵指令。蓝牙模块流程图如图4-5所示。开始开始NYNY手动模式设置上限NY打开水泵关闭水泵设置下限自动模式5.系统功能测试(3)自动模式下，水泵灌溉情况(4)远程蓝牙操控下，水泵灌溉情况。LCD液晶显示屏测试内容如下：(1)显示土壤当前湿度和工作模式；开机后，YL-69开始采集当前土壤信息，信息显示在LCD液晶显示屏上。在湿度信息下方，是当前工作模式。如图5-1所示。(2)通过按键设置土壤湿度上下限；本设计总共有四个按键，第一个按键设置和保存按键，在选择当前土壤湿度信息时，按下第一个按键，进入了设置土壤湿度上下限的界面。第二个按键增加按键，连续多次按下，增加数值。第三个按键减少按键，连续按下，可减少数值。设置土壤湿度上下限如图5-2所示。(3)通过按键设置工作模式。在选择工作模式时按下第二个按键，可直接转换工作模式由手动转换为自动。工作模式如图5-3所示。本设计有两种工作模式，分别为手动工作模式和自动工作模式。在手动模式下，土壤湿度低于设定好的下限时，按下第四个按键，水泵开始灌溉。手动模式如图5-4所示。按下第二个按键，工作模切换为自动模式。如图5-5所示。远程蓝牙操控可在手机蓝牙APP上设定土壤湿度上下限，手动灌溉的开关(1)设定土壤上下限。如图5-6,5-7所示。FB199E自动发送发送出*30*213120:91:48:58:CE:F7BL清屏连接成功返回□六进制发送□+六进制接收断开连接(2)蓝牙手动开关水泵，如图5-8所示。本设计是一个基于传感器的土壤干湿度监测系统，是用于监测土壤湿度。详细的描述了系统总体设计，硬件电路以及软件程序，并且制作开发出相应的实物装置，实现类对土壤干湿度自动监测的，同时还实现了自动灌溉功能。本设计的主控核心是STC89C52RC单片机，利用YL-69湿度传感器采集土壤湿度，经ADC0832转换后控制水泵，也可以通过蓝牙实现智能控制。通过这次毕业设计，我对单片机智能控制系统的构造和原理有了较为深入的了解，并实际接触到监控系统的设计。这设计增强了我的实践能力，让我把理论和实践紧密结合起来，让我对理论知识更加扎实牢固。[5]张志霞，王永刚.单片机原理[M].北京：水利水电出版社.2016.[6]UBMahadevaswamy,MeghanaN.DesignandDevelopmentofSoiInternationalJournalofInnovativeTechnologyandExploringEngineering(JITEE),202[7]刘祥龙，王蕊.液晶显示技术浅析[J].计算机与网络，2016,(17):10-11.[8]康晋.基于STC89C52单片机的农业智能灌溉系统设计[J].农村经济与科技，2020,31(12):[9]乔琳君，魏严锋.基于STC89C52单片机的自动浇花系统设计[J].微型电脑应用，2021,37(03):23-26.[11]倪丹艳.基于STC89C52单片机的温湿度环境监测系统设计与实现[J].产业科技创[12]谢永超，杨利.基于STC89C52单片机土壤温湿度检测器的设计[J].计算机测量与控[13]BaihaqiSiregar;ABAzmiNasution;LukmanAdlin;UlfiAndayani;FahmiFahmi.SoilMoisMonitoringSystemusingWirelessSensorNetwo