农田灌溉监控系统软件系统设计
目 录
1绪论 1
1.1课题研究背景 1
1.2研究现状与发展趋势 2
2系统开发环境与系统设计方案 3
2.1系统开发环境 3
2.2系统设计方案 3
2.3系统结构框图介绍 4
2.4系统各模块介绍 5
3系统软件设计 17
3.1主机设计思路 17
3.2从机设计思路 23
4调试 27
4.1软件调试 27
4.2软硬件联合调试 30
结论 32
致谢 33
参考文献 34
1 绪论
1.1 课题研究背景
中国的灌溉历史源远流长。早在2000多年前，李冰父子在四川省岷江上兴建了都江堰自流引水灌溉工程，惠泽当代，目前其灌溉面积达到67万平方千米；20世纪30～40年代，中国近代水利奠基人之一的李仪祉先生在陕西省组织兴建了泾惠渠、渭惠渠、洛惠渠灌区等一批灌溉工程，对当地农业和农村经济社会的发展起到了巨大促进作用。
在我国立国以后，灌溉排水工程的建设进行地如火如荼，整个世界为我国所取得的成就而侧目，这种成就同样对中国经济和农业的快速发展供给了无法替代的物资保障。从建国初到2003年结束，中国已有的浇灌面积已经有5880万公顷，大约有四成的农田已经有了比较完善的浇灌设备。1949，灌溉量不超过100000000000立方米，占当时耕地的比重大概是16.4%。人均每个人大约占据了浇灌面积0.03公顷。在2002年的时候，已经有3310亿立方米了 [1]。
从20世纪五六十年代开始，农业的发展已经被我国当作了国民经济赖以发展的基 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
石。而农业如果要发展，水利浇灌又是当务之急，于是一连串的指示和战略被下达，来促成灌溉体系的形成，政府计划组织了大部分的农民夜以继日的修缮和布局水利工程，此后完成的以便不同浇灌作业要求的水利工程几乎以千万计，而据统计，当时五十年的浇灌发展盛况几乎超过了中华文明过往五千年所有的浇灌记录。
在每一个时代端口，浇灌工作的重心都有所侧重，有所不同。在二十世纪五六十年代，因为当时国家百废待兴，几乎没有任何完善的浇灌设施可言，所以当时大兴水库、大坝方便储水。二十世纪六七十年代，中国的工业得到了长足的发展，农村中普遍已经有了比较完善的电网和柴油供给，从而电用提水浇灌的发展非常的快。自从二十世纪七十年代开始，因为各行各业的用水增添了非常多，中国北部的水资源开始枯竭，不可避免的，人们只能更多的开采地下水来进行浇灌作业。二十世纪八十年代，灌溉面积增长一度出现停滞，工作重点转向“加强经营管理，提高经济效益” [2]。时间来到了二十世纪九十年代，水资源枯竭已经称为我国无法避免的一个难关，当时的浇灌侧重点已经非常明显，同时加入了更多的人力和物力，然后我国的浇灌工程才得以继续发展。
随着时代的发展，我国居民逐渐过上了小康生活，随之而来的就是城市化水平越来越高，人口分布越来越不均匀，大部分人口集中到了城市，随之而来的就是用水急速增加，供水日益不足，两者的矛盾越来越大。传统的浇灌作业因为其低效，耗时，慢慢的要被淘汰了，于是就自然而然的切入了本文的正题——农田灌溉监控系统。当然这个课题是在人类无线网络发展的日新月异的基础上才能提出和实现的，节水灌溉被灌注了新活力，种类繁多的监控方法应运而生。当前，国际上少许农业灌节水体系完善的国家，将最新的电力电子技术、无线技术发挥到了极致，非常可观的提高了用水效能。
1.2 研究现状与发展趋势
20世纪末提出的“智能农业”的思想，集结了农业技术、现代信息技术和工程技术的最高研究成就。这样的一种方式能够尽可能的在升高农业作业的效率的同时，保障中国生态环境的可持续发展[3-5]。之所以要进一步发展大力推进智能化农业科技，是因为在中国农村人口锐减，传统的农业生产环境已经萎靡不振。
由于经济的快速增长，中国的部分地区水资源开发运用程度现已超过了水资源和水环境的承载能力。加速建设农田灌溉监测系统是建造节水防污染型社会的必然选择。
欧洲目前是世界上最大的浇灌和浇灌监控设备市场，约2/3，然后其余1/3则分散在了其他两个洲，非洲和亚洲。亚洲不久后将是世界上最大的灌溉监测系统市场，灌溉系统的需求决定于自然条件和经济发展的能力。
科技的不断进步，人口的进一步激增，使得人类活动范围扩大的趋势愈演愈烈。，对物质追求的要求越来越高使得用水紧张问题日益突出。传统灌溉作业绝对越来越无法满足现代人们对于用水的需求，且这个矛盾会日益激增。智能农田灌溉检测系统的出现和推广能很好的缓解这一矛盾。为中国这个农业大国注入新的生机与活力。
（1）农田灌溉监测系统可以把人类从繁重和消耗精力的体力劳动中解放出来，列如在夏天高温和冬天严寒的环境下对于农作物的培育，对于经常要从事的单一且繁重的灌溉工作，可以由此系统完成。
（2）现在人类从事的活动数目和种类越来越多，大到诸如全国城市化的大力开展，小到一个高尔夫活动球场的建设，进一步体现了人类生活质量的提高，传统的灌溉作业绝对无法满足现代人们用水的需求了，正所谓有需求就有市场，所以农田灌溉监控系统就应运而生了。
（3）中国农业有了农田灌溉监控系统，农业就会有长足的进步和发展，这从一定程度上缓解了工业和其他一系列产业的的压力，同时甚至会大大加快其他产业的发展和进步。
2 软件开发环境及系统设计方案
2.1 系统开发环境
Keil C51是本次设计用到的软件，比拟汇编，C语言的优势体现在功能上、可维护性、可读性有着更好的性能，所以对于初学者而言更容易上手。通过一个集成开发环境（uVision）将宏编汇、连接器、库管理和仿真调试器组合在一起。Keil软件对于大部分操作系统上工作，非常方便。若是你利用C语言编程，Keil几乎是现在最好的选择，就算不使用C语言而单独使用汇编语言编程，这款软件完善的仿真调试工具也是一般软件无法比拟的。
C51工具包的整体结构，能够实现编篡、编译、衔接、调试和仿真等等一系列全部的开发流程。编辑C或汇编源文件可以由开发人员使用IDE自身或其余编辑器来完成。
Keil C51 的优点：
(1)永运Keil C51 可以产生大部分都非常简单易懂的代码程序。所以C语言和Keil软件的结合是有显而易见的好处的。
(2)比较于汇编，在结构性、功能上、可读性、可维护性上C语言有非常好的强势之处，所以容易上手如果之前已经用了汇编语言，自身的体会和进步会更加明显。
2.2 系统设计方案
单片机的应用领域越来越广泛，无论是在生活中，还是在生产上，单片机无处不在。在学习过程中，认识以单片机为中枢控制芯片，策划农田灌溉监测系统的流量监测、控制模版、无线通信和集中报警装置。采用智能控制算法实现灌溉的监测和控制。变通利用电机等有关学科的书本上的知识，联系实际电路设计的详细完成方法，达到实践与理论的合并。在这个过程中，对控制理论能有进一步的深刻理解。因此，通过构建农田灌溉监测系统，不但能加深和拓展我们课堂上学到的理论知识，更能将理论转化为实际运用，培养我们设计并实现自动控制系统的能力，为将来发展打下坚实的基础。本课题主要开发一个能监测实时流量，以及精确报警然后控制流量的控制系统
1绪论 1
1.1课题研究背景 1
1.2研究现状与发展趋势 2
2系统开发环境与系统设计方案 3
2.1系统开发环境 3
2.2系统设计方案 3
2.3系统结构框图介绍 4
2.4系统各模块介绍 5
3系统软件设计 17
3.1主机设计思路 17
3.2从机设计思路 23
4调试 27
4.1软件调试 27
4.2软硬件联合调试 30
结论 32
致谢 33
参考文献 34
1 绪论
1.1 课题研究背景
中国的灌溉历史源远流长。早在2000多年前，李冰父子在四川省岷江上兴建了都江堰自流引水灌溉工程，惠泽当代，目前其灌溉面积达到67万平方千米；20世纪30～40年代，中国近代水利奠基人之一的李仪祉先生在陕西省组织兴建了泾惠渠、渭惠渠、洛惠渠灌区等一批灌溉工程，对当地农业和农村经济社会的发展起到了巨大促进作用。
在我国立国以后，灌溉排水工程的建设进行地如火如荼，整个世界为我国所取得的成就而侧目，这种成就同样对中国经济和农业的快速发展供给了无法替代的物资保障。从建国初到2003年结束，中国已有的浇灌面积已经有5880万公顷，大约有四成的农田已经有了比较完善的浇灌设备。1949，灌溉量不超过100000000000立方米，占当时耕地的比重大概是16.4%。人均每个人大约占据了浇灌面积0.03公顷。在2002年的时候，已经有3310亿立方米了 [1]。
从20世纪五六十年代开始，农业的发展已经被我国当作了国民经济赖以发展的基 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
石。而农业如果要发展，水利浇灌又是当务之急，于是一连串的指示和战略被下达，来促成灌溉体系的形成，政府计划组织了大部分的农民夜以继日的修缮和布局水利工程，此后完成的以便不同浇灌作业要求的水利工程几乎以千万计，而据统计，当时五十年的浇灌发展盛况几乎超过了中华文明过往五千年所有的浇灌记录。
在每一个时代端口，浇灌工作的重心都有所侧重，有所不同。在二十世纪五六十年代，因为当时国家百废待兴，几乎没有任何完善的浇灌设施可言，所以当时大兴水库、大坝方便储水。二十世纪六七十年代，中国的工业得到了长足的发展，农村中普遍已经有了比较完善的电网和柴油供给，从而电用提水浇灌的发展非常的快。自从二十世纪七十年代开始，因为各行各业的用水增添了非常多，中国北部的水资源开始枯竭，不可避免的，人们只能更多的开采地下水来进行浇灌作业。二十世纪八十年代，灌溉面积增长一度出现停滞，工作重点转向“加强经营管理，提高经济效益” [2]。时间来到了二十世纪九十年代，水资源枯竭已经称为我国无法避免的一个难关，当时的浇灌侧重点已经非常明显，同时加入了更多的人力和物力，然后我国的浇灌工程才得以继续发展。
随着时代的发展，我国居民逐渐过上了小康生活，随之而来的就是城市化水平越来越高，人口分布越来越不均匀，大部分人口集中到了城市，随之而来的就是用水急速增加，供水日益不足，两者的矛盾越来越大。传统的浇灌作业因为其低效，耗时，慢慢的要被淘汰了，于是就自然而然的切入了本文的正题——农田灌溉监控系统。当然这个课题是在人类无线网络发展的日新月异的基础上才能提出和实现的，节水灌溉被灌注了新活力，种类繁多的监控方法应运而生。当前，国际上少许农业灌节水体系完善的国家，将最新的电力电子技术、无线技术发挥到了极致，非常可观的提高了用水效能。
1.2 研究现状与发展趋势
20世纪末提出的“智能农业”的思想，集结了农业技术、现代信息技术和工程技术的最高研究成就。这样的一种方式能够尽可能的在升高农业作业的效率的同时，保障中国生态环境的可持续发展[3-5]。之所以要进一步发展大力推进智能化农业科技，是因为在中国农村人口锐减，传统的农业生产环境已经萎靡不振。
由于经济的快速增长，中国的部分地区水资源开发运用程度现已超过了水资源和水环境的承载能力。加速建设农田灌溉监测系统是建造节水防污染型社会的必然选择。
欧洲目前是世界上最大的浇灌和浇灌监控设备市场，约2/3，然后其余1/3则分散在了其他两个洲，非洲和亚洲。亚洲不久后将是世界上最大的灌溉监测系统市场，灌溉系统的需求决定于自然条件和经济发展的能力。
科技的不断进步，人口的进一步激增，使得人类活动范围扩大的趋势愈演愈烈。，对物质追求的要求越来越高使得用水紧张问题日益突出。传统灌溉作业绝对越来越无法满足现代人们对于用水的需求，且这个矛盾会日益激增。智能农田灌溉检测系统的出现和推广能很好的缓解这一矛盾。为中国这个农业大国注入新的生机与活力。
（1）农田灌溉监测系统可以把人类从繁重和消耗精力的体力劳动中解放出来，列如在夏天高温和冬天严寒的环境下对于农作物的培育，对于经常要从事的单一且繁重的灌溉工作，可以由此系统完成。
（2）现在人类从事的活动数目和种类越来越多，大到诸如全国城市化的大力开展，小到一个高尔夫活动球场的建设，进一步体现了人类生活质量的提高，传统的灌溉作业绝对无法满足现代人们用水的需求了，正所谓有需求就有市场，所以农田灌溉监控系统就应运而生了。
（3）中国农业有了农田灌溉监控系统，农业就会有长足的进步和发展，这从一定程度上缓解了工业和其他一系列产业的的压力，同时甚至会大大加快其他产业的发展和进步。
2 软件开发环境及系统设计方案
2.1 系统开发环境
Keil C51是本次设计用到的软件，比拟汇编，C语言的优势体现在功能上、可维护性、可读性有着更好的性能，所以对于初学者而言更容易上手。通过一个集成开发环境
C51工具包的整体结构，能够实现编篡、编译、衔接、调试和仿真等等一系列全部的开发流程。编辑C或汇编源文件可以由开发人员使用IDE自身或其余编辑器
Keil C51 的优点：
(1)永运Keil C51 可以产生大部分都非常简单易懂的代码程序。所以C语言和Keil软件的结合是有显而易见的好处的。
(2)比较于汇编，在结构性、功能上、可读性、可维护性上C语言有非常好的强势之处，所以容易上手如果之前已经用了汇编语言，自身的体会和进步会更加明显。
2.2 系统设计方案
单片机的应用领域越来越广泛，无论是在生活中，还是在生产上，单片机无处不在。在学习过程中，认识以单片机为中枢控制芯片，策划农田灌溉监测系统的流量监测、控制模版、无线通信和集中报警装置。采用智能控制算法实现灌溉的监测和控制。变通利用电机等有关学科的书本上的知识，联系实际电路设计的详细完成方法，达到实践与理论的合并。在这个过程中，对控制理论能有进一步的深刻理解。因此，通过构建农田灌溉监测系统，不但能加深和拓展我们课堂上学到的理论知识，更能将理论转化为实际运用，培养我们设计并实现自动控制系统的能力，为将来发展打下坚实的基础。本课题主要开发一个能监测实时流量，以及精确报警然后控制流量的控制系统
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