农田微喷灌溉智能监控装置研究软件部分
目录
1 引言1
2 概论1
2.1 国内外发展状况1
2.2 设计的背景及意义2
2.3 本设计所做的工作和内容3
3 系统总体设计与分析3
3.1 设计方案比较3
3.2 总体方案4
3.3 系统总体设计框图5
3.4 系统硬件设计6
3.5 系统的软件设计6
3.6 系统的制作与调试7
4 系统的软件设计7
4.1 单片机与汇编语言7
4.2 主程序模块10
4.3 湿度采集模块13
4.4 温度采集模块17
4.5 LCD显示模块22
4.6 键盘控制模块24
4.7 灌溉处理子程序25
5 软件调试26
5.1 创建工程项目26
5.2 仿真27
结论33
致谢34
参考文献35
附录A原理图36
附录B端口引脚37
1引言
在寰球淡水水资源变得越来越匮乏和农业现代化的当今社会，农业也朝着大范围的集约种植模式发展。在农业的成长过程中，许多高科技以及高新装置被大多数发达国家当做发展高新农业的主要措施。随着农业的发展，农作物对灌溉技术方面的要求也变得越来越严苛。绝大多数发达国家简直都采纳计算机控制形式的农业灌溉系统，很大程度上完成了农业灌溉系统的智能化。农业微灌溉技术和设施在咱们国家仍然处于钻研、待开展的阶段，农业微灌溉系统的完善性仍然比较差，分装装置品种不齐全，运行的稳定性也比较差。因此，把主要精力投放在发展完整的、适用的、经济的、可靠的节水灌溉系统是我 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5^1^9^1^6^0^7^2^*
们国家以后研究节水灌溉系统的主要方向。自动化的农业微灌溉系统，手动控制阀门还是主要的办法。为了发展自动控制器件，更进一步的探讨与研发还是必要的。一些自动控制装置（微机、单片机）已将在某些农业微灌溉项目的运行使用中彰显出了把自动化管理系统引用到微灌溉系统的便利性以及创新性。
2 概论
2.1 国内外发展状况
很多的发达国家发展高效集约型农业的重要方法就是采用灌溉管理系统的自动化，如美国（American）、法国(Franch)、英国(British)、以色列(Israel)等发达国家已经采用了先进的农业灌溉系统。这些发达国家提出并推行节水灌溉标准，发展的方向也由原来的非自动化灌溉专向自动化的灌溉，同时也把农业灌溉用水拉入到自动化管理的范围之内，对农业用水实时监控， Remote Sensing Technology（遥感技术）被用来实时监测土壤温湿度和农作物生长情况 。我国也紧随其后的开始了农业微灌溉技术的研究，我国第一次采用折射式喷头进行蔬菜喷灌试验是1954年在上海进行的。为了更进一步发展我国的农业节水灌溉事业，北京农业工程大学研制的以8031SCM（单片机）为控制核心的农业智能灌溉控制器（Agriculture smart irrigation controller）,该控制器的主要有三个特点：第一个特点就是能够按照操作人员的指令任意设定时间实施灌溉,第二个特点就是可以把从土壤采集到的湿度值作为控制器实施自动灌溉的标准，自动的对湿度过低的区域进行浇水，第三个特点就是可以一次掌控多个灌溉任务；江苏大学研发了以8051SCM（单片机）为控制核心的模糊智能灌溉控制器（Fuzzy Intelligent irrigation controller）,能够把土壤湿度值作为该控制器的判断标准，采用模糊控制规则对电磁阀实行相应的控制，同时该控制器能够由操作人员设定时间进行定时喷灌，该控制器安全可靠，稳定性高，对很多农作物的灌溉都很适用。当然了，比较知名的是2000型温室自动灌溉施肥系统，这个自动灌溉系统把我们国家温室的环境和实际使用特点结合到了一起，很好的处理了检测、控制显示各种温湿度信息、可调节施肥泵肥料的混合比例等关键技术问题；该系统的控制方式也比较多样，包括手动控制、自动控制、程序控制等，能够适应各种环境的农业微灌溉工程，安全可靠。当然了，我们国家在农业微灌溉技术方面的研究始于1974年，当年我们国家为了更好的发展农业引进了Mexico（墨西哥）的设备。我们国家为了更好更快的发展微灌溉技术拟定了三步走的计划方针，第一步是消化和吸收，第二步是研制与应用；第三步是更进应用试验的研究以及扩大试点。从1987年到目前为止，咱们国家直接引用了国外先进的微灌溉技术，以至于我们国家对农业微灌溉技术研究直接进入了中级阶段。在引入发达国家先进微灌溉技术、把我们国家的基本国情与之结合的基础上，从对经济发展的实用性、设备安装的简便性以及推广可行性性主要几点出发，在所有相关部门人员积极努力的合作之下，我们国家在许多技术方面取得了前所未有的成果。
2.2设计的背景及意义
地球上的所有生物的生命活动都不可能离开水，同时水也是保持国民经济和社会发展的重要根本资源。我们国家是一个严重匮乏水资源的国家，提高农业用水利用率的主要措施就是发展自动化微灌溉技术，同时也可以把土地生产效率提高，并能使我们国家水资源供给量跟需求量不合理的情况在一定程度上得到缓解。然而，由于我国农业方面还大都是人工处理，对水资源的保护意识不强烈，再加上人们对科学的不了解，导致微喷灌溉技术发展迟缓，产量不高。
目前，我国农业用水量逐年提升，水资源利用率低，必须采用先进的技术提高农业生产效率。在灌溉系统中适当有效地推行自动化控制技术，采用传感器监测土壤的温湿度，完成水管理的自动化（即精准灌溉控制系统），这样做也是提高农业用水利用率的有效方法。
2.3本设计的所做的工作和内容
我先进行资料查找，通过对资料的总结，我们小组提出本次毕业设计可行的方案，之后，软硬件同学商讨具体的细节比如预备实现的功能，端口的设定，以及元器件型号的选择，确定完这些工作之后，我跟硬件同学就可以各自进一步查询相关书籍、期刊，对各个部分的功能原理有一个比较详细的了解，然后我将准备软件程序的编写工作，在此之前先掌握编程工具U-Vsion、仿真工具Proteus的使用方法，待实物完成后，软硬件联调，记录并分析调试现象。
(1)查阅资料书籍学习单片机相关知识；
(2)掌握Keil Uvison4、Protues等工具软件的使用方法；
(3)编程调试工具采用U-Vsion4；
（4）上交毕业论文。
3 系统总体设计与分析
3.1 设计方案比较
?PLC农业微灌溉智能监控装置的设计方案是基于PLC传感器测量技术（PLC sensor technology），农田的湿度信息采用湿度传感器采集，然后总机对该信息判断。该装置的特点是可以使不同农田里的分机实时、准确、高效地控制水流量的大小。其优点是安全可靠、高效节约、目标性强等，同时也满足现代农业的发展要求。缺点是该系统对机械结构的技术以及仪表的安装有较高的要求，这样降低了系统运行的稳定性。
图4-1 AT89C51管脚
AT89C51主要性能指标如表1：
AT89C51管脚功能如表2：
Y
1 引言1
2 概论1
2.1 国内外发展状况1
2.2 设计的背景及意义2
2.3 本设计所做的工作和内容3
3 系统总体设计与分析3
3.1 设计方案比较3
3.2 总体方案4
3.3 系统总体设计框图5
3.4 系统硬件设计6
3.5 系统的软件设计6
3.6 系统的制作与调试7
4 系统的软件设计7
4.1 单片机与汇编语言7
4.2 主程序模块10
4.3 湿度采集模块13
4.4 温度采集模块17
4.5 LCD显示模块22
4.6 键盘控制模块24
4.7 灌溉处理子程序25
5 软件调试26
5.1 创建工程项目26
5.2 仿真27
结论33
致谢34
参考文献35
附录A原理图36
附录B端口引脚37
1引言
在寰球淡水水资源变得越来越匮乏和农业现代化的当今社会，农业也朝着大范围的集约种植模式发展。在农业的成长过程中，许多高科技以及高新装置被大多数发达国家当做发展高新农业的主要措施。随着农业的发展，农作物对灌溉技术方面的要求也变得越来越严苛。绝大多数发达国家简直都采纳计算机控制形式的农业灌溉系统，很大程度上完成了农业灌溉系统的智能化。农业微灌溉技术和设施在咱们国家仍然处于钻研、待开展的阶段，农业微灌溉系统的完善性仍然比较差，分装装置品种不齐全，运行的稳定性也比较差。因此，把主要精力投放在发展完整的、适用的、经济的、可靠的节水灌溉系统是我 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5^1^9^1^6^0^7^2^*
们国家以后研究节水灌溉系统的主要方向。自动化的农业微灌溉系统，手动控制阀门还是主要的办法。为了发展自动控制器件，更进一步的探讨与研发还是必要的。一些自动控制装置（微机、单片机）已将在某些农业微灌溉项目的运行使用中彰显出了把自动化管理系统引用到微灌溉系统的便利性以及创新性。
2 概论
2.1 国内外发展状况
很多的发达国家发展高效集约型农业的重要方法就是采用灌溉管理系统的自动化，如美国（American）、法国(Franch)、英国(British)、以色列(Israel)等发达国家已经采用了先进的农业灌溉系统。这些发达国家提出并推行节水灌溉标准，发展的方向也由原来的非自动化灌溉专向自动化的灌溉，同时也把农业灌溉用水拉入到自动化管理的范围之内，对农业用水实时监控， Remote Sensing Technology（遥感技术）被用来实时监测土壤温湿度和农作物生长情况 。我国也紧随其后的开始了农业微灌溉技术的研究，我国第一次采用折射式喷头进行蔬菜喷灌试验是1954年在上海进行的。为了更进一步发展我国的农业节水灌溉事业，北京农业工程大学研制的以8031SCM（单片机）为控制核心的农业智能灌溉控制器（Agriculture smart irrigation controller）,该控制器的主要有三个特点：第一个特点就是能够按照操作人员的指令任意设定时间实施灌溉,第二个特点就是可以把从土壤采集到的湿度值作为控制器实施自动灌溉的标准，自动的对湿度过低的区域进行浇水，第三个特点就是可以一次掌控多个灌溉任务；江苏大学研发了以8051SCM（单片机）为控制核心的模糊智能灌溉控制器（Fuzzy Intelligent irrigation controller）,能够把土壤湿度值作为该控制器的判断标准，采用模糊控制规则对电磁阀实行相应的控制，同时该控制器能够由操作人员设定时间进行定时喷灌，该控制器安全可靠，稳定性高，对很多农作物的灌溉都很适用。当然了，比较知名的是2000型温室自动灌溉施肥系统，这个自动灌溉系统把我们国家温室的环境和实际使用特点结合到了一起，很好的处理了检测、控制显示各种温湿度信息、可调节施肥泵肥料的混合比例等关键技术问题；该系统的控制方式也比较多样，包括手动控制、自动控制、程序控制等，能够适应各种环境的农业微灌溉工程，安全可靠。当然了，我们国家在农业微灌溉技术方面的研究始于1974年，当年我们国家为了更好的发展农业引进了Mexico（墨西哥）的设备。我们国家为了更好更快的发展微灌溉技术拟定了三步走的计划方针，第一步是消化和吸收，第二步是研制与应用；第三步是更进应用试验的研究以及扩大试点。从1987年到目前为止，咱们国家直接引用了国外先进的微灌溉技术，以至于我们国家对农业微灌溉技术研究直接进入了中级阶段。在引入发达国家先进微灌溉技术、把我们国家的基本国情与之结合的基础上，从对经济发展的实用性、设备安装的简便性以及推广可行性性主要几点出发，在所有相关部门人员积极努力的合作之下，我们国家在许多技术方面取得了前所未有的成果。
2.2设计的背景及意义
地球上的所有生物的生命活动都不可能离开水，同时水也是保持国民经济和社会发展的重要根本资源。我们国家是一个严重匮乏水资源的国家，提高农业用水利用率的主要措施就是发展自动化微灌溉技术，同时也可以把土地生产效率提高，并能使我们国家水资源供给量跟需求量不合理的情况在一定程度上得到缓解。然而，由于我国农业方面还大都是人工处理，对水资源的保护意识不强烈，再加上人们对科学的不了解，导致微喷灌溉技术发展迟缓，产量不高。
目前，我国农业用水量逐年提升，水资源利用率低，必须采用先进的技术提高农业生产效率。在灌溉系统中适当有效地推行自动化控制技术，采用传感器监测土壤的温湿度，完成水管理的自动化（即精准灌溉控制系统），这样做也是提高农业用水利用率的有效方法。
2.3本设计的所做的工作和内容
我先进行资料查找，通过对资料的总结，我们小组提出本次毕业设计可行的方案，之后，软硬件同学商讨具体的细节比如预备实现的功能，端口的设定，以及元器件型号的选择，确定完这些工作之后，我跟硬件同学就可以各自进一步查询相关书籍、期刊，对各个部分的功能原理有一个比较详细的了解，然后我将准备软件程序的编写工作，在此之前先掌握编程工具U-Vsion、仿真工具Proteus的使用方法，待实物完成后，软硬件联调，记录并分析调试现象。
(1)查阅资料书籍学习单片机相关知识；
(2)掌握Keil Uvison4、Protues等工具软件的使用方法；
(3)编程调试工具采用U-Vsion4；
（4）上交毕业论文。
3 系统总体设计与分析
3.1 设计方案比较
?PLC农业微灌溉智能监控装置的设计方案是基于PLC传感器测量技术（PLC sensor technology），农田的湿度信息采用湿度传感器采集，然后总机对该信息判断。该装置的特点是可以使不同农田里的分机实时、准确、高效地控制水流量的大小。其优点是安全可靠、高效节约、目标性强等，同时也满足现代农业的发展要求。缺点是该系统对机械结构的技术以及仪表的安装有较高的要求，这样降低了系统运行的稳定性。
图4-1 AT89C51管脚
AT89C51主要性能指标如表1：
AT89C51管脚功能如表2：
Y
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