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毕业论文网 > 毕业论文 > 理工学类 > 电气工程及其自动化 > 正文

基于MSP430单片机的智能灌溉系统设计

 2022-11-09 11:11  

论文总字数:31505字

摘 要

随着现代化农业概念的提出,为了实现对农业生产进行精确的控制,需要结合农作物的生长条件来为其提供适宜的生长条件,包括适宜的温度、水分等参数,同时可借助设备来实现对农作物的生长进行监控,以便实现对农作物的生长进行管理。本文围绕着农业生产过程中的浇灌进行入手,应用MSP430单片机作为中心控制器,配合以湿度传感器、显示装置及继电器、水泵等电子元器件来完成系统的设计,系统要借助于湿度传感器来检测土壤中含有的水分,并收集到的信息传送到单片机中,采用内部集成的ADC完成数据的转换,并将其显示在OLED模块上。当湿度小于预置阈值50%时,水泵开始工作向土壤中抽水,当土壤不再干燥时,监测到的湿度大于50%,水泵停止工作。从而根据土壤实际需要进行智能灌溉。

关键词:智能灌溉;多传感器;MSP430

Intelligent Drip Irrigation System based on MSP430

Abstract

With the concept of modern agriculture put forward, in order to achieve accurate control of the holy night production, we need to combine the growth conditions of crops to provide suitable growth conditions, including suitable temperature, water and other parameters. At the same time, we can monitor the growth of crops with the help of equipment, so as to realize the management of crop growth. This paper focuses on the irrigation in the process of agricultural production, using MSP430 microcontroller as the controller, supplemented by soil moisture sensor, OLED display module, relay, water pump and other electronic components to complete the design of the system. The system can detect the moisture content in the soil through the soil moisture sensor, and send it to msp430f5529 microcontroller, using the integrated A-mode The DC completes the data conversion and displays it on the OLED module. When the humidity is less than 50% of the preset threshold, the water pump starts to work to pump water into the soil. When the soil is no longer dry, the monitored humidity is more than 50%, and the water pump stops working. So as to carry out intelligent irrigation according to the actual needs of the soil.

Keywords: Intelligent irrigation; Multiple sensor; MSP430

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 引 言 1

1.1 选题背景 1

1.2 研究的意义 2

1.3 国内外发展的趋势 2

第二章 系统整体方案设计 5

2.1 智能灌溉系统的概念 5

2.2 系统整体框架设计 5

第三章 系统硬件方案设计 7

3.1 主控制电路设计 7

3.2 显示电路设计 7

3.3 湿度检测电路设计 8

3.4 继电器控制电路设计 9

第四章 系统软件设计 10

4.1 开发环境介绍 10

4.2 主程序设计 10

4.3 ADC采样设计 11

第五章 实物的制作与调试 13

5.1 制作实物 13

5.2 系统测试 14

5.2.1 硬件调试 14

5.2.2 功能测试 14

第六章 结 论 16

致 谢 17

参考文献 18

附 录 20

第一章 引

1.1 选题背景

中国水资源严重短缺,尤其是西部地区。水资源是西部地区人们生产与生活的必须资源。由于城市化的推进,工业化规模的扩大,生态环境受到了极大的压力。各行各业都或多或少地存在对水资源的需求,由此造成了国内用水矛盾的突出。在我国西部地区,虽然用水量很大,但每个地区降水量不同,所以经常导致土壤干涸。在宁夏西部,宁夏回族自治区的总水量为11.58亿吨,其构成情况为:地表部分有9.89亿吨,地下部分有26.34亿吨。这些年来,由于宁夏的经济与社会发展较为迅速,水资源问题日益突出。因此,当地把节约研究作为一项重要的课题,投入资金进行了较大规模的研究。在农业领域中,为了实现农产品的增产,要维持一定程度的用水量,目前国内用水的一半是使用到农业之中的。所以节约用水,是件非常重要的事情。

1987年,我国政府部门对黄河水量分配方案做出了相应的指示。按照黄河水量的变化情况,宁夏的水资源中可利用部分大部分来自于黄河中的水流。由于宁夏的水质已被氨氮污染,这几年以来,我们国家的水的质量非常的较不理想,在很多地区,水资源遇到了较大规模的破坏。通往黄河的排水沟有两百多条,其中有13条的污染程度达到了严重的程度。

沙源、银湖及西湖等水体中的水质已经不能达到相应标准。宁夏全区中,各类水体中营养化水平普遍达到了0.45mg/L。这样的水体被叫做是富营养水体。多数企业、农田以及生活用的排水都超过了环境允许的范围。宁夏水体由于环境破坏而受到严重污染。宁夏这个地方是我们国家非常大的一个地方了,也是我国重要的灌溉区,对于农业生产有着很大的影响。如今,灌溉工程建设较为落后,出现了投资少、配置缺乏以及利用率低的缺点。为此,要改变传统的思维,引入智能化的灌溉技术,以解决用水矛盾,以实现高效地水资源利用,从而实现资源的科学配置,满足生产需要,提升生活水平。

智能灌溉技术是把计算机技术与灌溉控制结合的产物,是一款高度自动化的节水系统。这一技术改变了传统的经验式的灌溉模式,达到了节水效率的提升。在西部地区应用这一技术,能够一定程度上缓解水资源紧张带来的问题。按照当前实际,可以将这一技术应用到农业水利工程之中。当前,国内在灌溉技术领域有了一定的研究成果,大量的新技术得以涌现,其中多数在实验阶段取得了良好的效果,在小范围的应用如温室中、果园中,都有不错的表现。然而,由于经济发展及水资源的分布不均衡,节水灌溉技术还需要进一步的发展。特别是可以远程控制的智能化家用设备较为缺乏。对此,发展技术成熟的智能节水灌溉系统显得尤为重要。微控制处理器与传感器相结合的智能灌溉控制系统,可以在农业上实现节约、高效的灌溉,以减少不必要的浪费,可以高效利用水资源。新型的智能化节水技术是把计算技术与网络技术结合起来,可以快速而实时地对农田用水情况进行监测。通过对用水数据的细致记录与统计,发现更为科学的利用方法,从而有效地利用了水资源,达到了效率提高、产量上升的目的。

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