自动灌溉系统论文

广州学院

课程设计说明书

花园自动灌溉控制系统设计

院（系）机械工程学院 专业 机械工程及自动化 班级 机电(9)班 学生姓名 指导老师

2013 年1月1日

课程设计任务书

兹发给2009级机械工程及自动化班学生课程设计任务书，内容如下：

1． 设计题目：花园自动灌溉控制系统设计 2． 应完成的项目： 1.硬件设计 2.画出PLC接线控制端子连接图 3. 软件设计 4. 编写程序和程序流程图 5. 操作说明

3． 参考资料以及说明：

1、可编程控制器及其系统 2、基于PLC控制的泵站自动控制系统的应用

4． 本设计任务书于2012 年12月24日发出，应于2013年1月4日前完成，然后进行答辩。

指导教师签发 2012 年 12 月 24 日

课程设计评语：

课程设计总评成绩：

指导教师签字：年月

目录

一、摘要…………………………………………………………………………1 二、控制要求……………………………………………………………………1 三、系统分析……………………………………………………………………1 四、控制流程图……………………………………………

Tianjin University of Technology and Education

毕 业 设 计

二○一一年 六 月

智能灌溉系统的设计

Design of Intelligent Irrigation System

2011年6月

摘 要

近几年来，随着全球水资源的日趋紧张，世界各国都在积极探索行之有效的节水途径和措施。自动控制节水灌溉技术的高低代表着农业现代化的发展状况，灌溉系统自动化水平较低是制约我国高效农业发展的主要原因，节水灌溉作为一项现代化的工

程技术，无论是工程节水、农业节水，还是管理节水都必须建立在节水灌溉设备实现产业化生产的基础上。节水灌溉技术是为了解决水资源不足，提高灌溉效率而发展起来的现代灌溉技术之一。

本课题设计了一个智能灌溉系统，该系统以AT89S52单片机为控制核心，采用模块化的设计方案，由温湿度采集模块、时钟模块、步进电机控制模块、键盘接口模块和液晶显示模块组成。温湿度采集模块以DHT11温湿度传感器为核心，时钟模块主要由DS1302和32.768kHz的晶体组成，步进电机控制电路模块采用了达林顿驱动芯片ULN2003，显示电路模块主要由LCD12864构成。在闭环（自动）模式下，该系统能自动对土

摘 要

水资源的合理利用具有十分重要的意义。相比发达国家，目前我国灌溉方式还存在

一定差距。因此农业灌溉自动化成为一个重要的研究方向。PLC 具有优良的技术性能，利用 PLC 控制的灌溉系统更加智能化、运行的可靠性更高。

该设计介绍了可编程控制器（PLC）在自动节水灌溉控制系统中的应用，能根据不同类型的土地进行分类灌溉。系统按照 A、B、C三种不同类型的作物的需水量分别采用不同灌溉模式，系统包括执行机构和控制机构两部分，执行机构主要是电动机作为驱动源，通过控制各电机的启动和停止来控制水泵工作，从而给作物进行灌溉。控制机构主要是可编程控制器。为了减少水泵电机的启动电流，减轻对电网形成的冲击，减

少能耗，系统采用 Y-△启动。

关 键 词：PLC；自动灌溉；Y-△启动

湖北科技学院学士学位论文

ABSTRACT

Rational use of water resources is of great significance. Compared to developedcountries,China'sirrigationmethodsarestillsomegaps.Therefore,irrigationautomationhasbeco

1方案论证

本系统实现风扇的温度控制，需要有较高的温度变化分辨率和稳定可靠的换档停机控部件。

1.1 温度传感器的选用

温度传感器可由以下几种方案可供选择：

方案一：选用热敏电阻作为感测温度的核心元件，通过运算放大器放大由于温度变化引起热敏电阻电阻的变化、进而导至的输出电压变化的微弱电压变化信号，再用AD转换芯片ADC0809将模拟信号转化为数字信号输入单片机处理。

方案二：采用热电偶作为感测温度的核心元件，配合桥式电路，运算放大电路和AD转换电路，将温度变化信号送入单片机处理。

方案三：采用数字式集成温度传感器DS18B20作为感测温度的核心元件，直接输出数字温度信号供单片机处理。

对于方案一，采用热敏电阻有价格便宜、元件易购的优点，但热敏电阻对温度的细微变化不敏感，在信号采集、放大、转换过程中还会产生失真和误差，并且由于热敏电阻的R-T关系的非线性，其本身电阻对温度的变化存在较大误差，虽然可以通过一定电路予以纠正，但不仅将使电路复杂稳定性降低，而且在人体所处温度环境温度变化中难以检测到小的温度变化。故该方案不适合本系统。

对于方案二，采用热电偶和桥式测量电路相对于热敏电阻其对温度的敏感性和器件的非线性误差都有较大提高，其测温范围也非常宽，

基于单片机的温室自动灌溉系统设计

摘 要

我国设施农业节水灌溉已成为农业工程领域中重点关注的问题之一，由于国内外的自动灌溉系统造价高、使用复杂而难以推广，开发满足当前设施农业生产需求的灌溉控制系统具有重要意义。

本文设计了一种基于单片机的温室自动灌溉系统，实现了作物根系处土壤湿度的监测与自动控制。该系统以CC2430单片机为核心，采用模块化设计思路，主要包含微处理器模块、数据采集模块、控制模块、电源供应模块及人机交互模块。系统将周期采集的土壤湿度数据传送到微处理器模块，由决策算法对数据进行分析后做出是否灌溉的指令，在灌溉过程中由数据采集模块持续监测土壤湿度，并根据监测结果，反馈控制灌溉设备的启停，以此实现土壤湿度维持在预设范围。系统采用人机交互模块实现灌溉阈值的可配置，满足不同设施作物种植的参数定制需求，同时提供实时土壤湿度查看和灌溉设备状态管理功能。

初步试验表明，系统把土壤湿度提高30％所需的时间在50～60min之内，控制误差在3％以内，且运行稳定，操作简单，准确性和快速性指标能满足设施农业灌溉要求。系统成本低、可维护性强，从而具有良好的推广应用前景。

关键词：温室自动灌溉；土壤湿度监测；单片机

目录

1 绪论 .........

摘 要： 农田湿度是农业中考量自然环境的重要因素，为了保证农田湿度适合农作物良好生长，设计了一套基于at89c51/smt32单片机的农田精准灌溉智能监测及控制系统。系统主要功能：结点湿度传感器检测土壤湿度并发送到单片机，结点单片机将土壤湿度传感器检测到的土壤湿度模拟量传给主机单片机转换成数字量显示到led显示器；若需灌水，则开启电磁阀进行倒计时定时灌水。

关键词： 节水灌溉；单片机；智能监测 一、 系统总体方案设计

本次设计的湿度检测系统如图1所示，是由电源、stm32单片机、at89c51单片机、湿度传感器、串行接口通信模块等几个部分。用户通过上位机对现场数据进行检测并且进行实时有效的远程控制，可以实现对农田的采集，并且通过485将数据传输至stm32单片机，进行数据的处理及存储。处理后的数据经gprs无线通信发送到远程监控中心，并对接收到的数据结合气象信息进行分析，与专家决策系统信息按照一定算法得出决策信息，来控制电磁阀的开关，以完成监控。

二、系统硬件电路设计

本次设计的湿度检测系统实物如图2所示。核心部分硬件包括以下几个部分：时钟电路、复位电路、数据采集（模数转换）电路。时钟信号用来提供单片机片内各

摘 要： 农田湿度是农业中考量自然环境的重要因素，为了保证农田湿度适合农作物良好生长，设计了一套基于at89c51/smt32单片机的农田精准灌溉智能监测及控制系统。系统主要功能：结点湿度传感器检测土壤湿度并发送到单片机，结点单片机将土壤湿度传感器检测到的土壤湿度模拟量传给主机单片机转换成数字量显示到led显示器；若需灌水，则开启电磁阀进行倒计时定时灌水。

关键词： 节水灌溉；单片机；智能监测 一、 系统总体方案设计

本次设计的湿度检测系统如图1所示，是由电源、stm32单片机、at89c51单片机、湿度传感器、串行接口通信模块等几个部分。用户通过上位机对现场数据进行检测并且进行实时有效的远程控制，可以实现对农田的采集，并且通过485将数据传输至stm32单片机，进行数据的处理及存储。处理后的数据经gprs无线通信发送到远程监控中心，并对接收到的数据结合气象信息进行分析，与专家决策系统信息按照一定算法得出决策信息，来控制电磁阀的开关，以完成监控。

二、系统硬件电路设计

本次设计的湿度检测系统实物如图2所示。核心部分硬件包括以下几个部分：时钟电路、复位电路、数据采集（模数转换）电路。时钟信号用来提供单片机片内各

摘 要

分拣控制系统在社会各行各业如：物流配送中心、邮局、采矿、港口、码头、仓库等行业得到广泛运用，分拣系统能够大大提高企事业单位该环节的生产效率。

本文在对熟悉了自动及分拣系统的原理的基础上，根据一定的分拣要求,对材料分拣进行了以三菱PLC为控制核心，MCGS组态软件为监控软件，设计出材料分拣控制系统的控制系统和监控系统。该材料分拣系统以PLC为主控制器,结合气动装置、传感器技术、组态监控等技术,可以进行现场控制产品的自动分拣。系统具有自动化程度高、运行稳定、分拣精度高、易控制的特点,对不同的分拣对象,稍加修改本系统即可实现要求。

对本系统完成其设计之后，进行了整体调试。在硬件部分，调试其各部分安装的位置及角度，使其材料物块的运行与传感器安装的角度适合。将硬件各部分的动作幅度进行调试之后，进行了软硬件综合调试，实现材料分拣系统中上料、传送与分拣的全过程。

关键词： 材料分拣 传感器 气动装置 PLC MCGS组态软件

I

Abstract:

Sorting control system in all sectors of society such as: logistics and distribution center, pos

摘 要： 农田湿度是农业中考量自然环境的重要因素，为了保证农田湿度适合农作物良好生长，设计了一套基于at89c51/smt32单片机的农田精准灌溉智能监测及控制系统。系统主要功能：结点湿度传感器检测土壤湿度并发送到单片机，结点单片机将土壤湿度传感器检测到的土壤湿度模拟量传给主机单片机转换成数字量显示到led显示器；若需灌水，则开启电磁阀进行倒计时定时灌水。

关键词： 节水灌溉；单片机；智能监测 一、 系统总体方案设计

本次设计的湿度检测系统如图1所示，是由电源、stm32单片机、at89c51单片机、湿度传感器、串行接口通信模块等几个部分。用户通过上位机对现场数据进行检测并且进行实时有效的远程控制，可以实现对农田的采集，并且通过485将数据传输至stm32单片机，进行数据的处理及存储。处理后的数据经gprs无线通信发送到远程监控中心，并对接收到的数据结合气象信息进行分析，与专家决策系统信息按照一定算法得出决策信息，来控制电磁阀的开关，以完成监控。

二、系统硬件电路设计

本次设计的湿度检测系统实物如图2所示。核心部分硬件包括以下几个部分：时钟电路、复位电路、数据采集（模数转换）电路。时钟信号用来提供单片机片内各

摘 要： 农田湿度是农业中考量自然环境的重要因素，为了保证农田湿度适合农作物良好生长，设计了一套基于at89c51/smt32单片机的农田精准灌溉智能监测及控制系统。系统主要功能：结点湿度传感器检测土壤湿度并发送到单片机，结点单片机将土壤湿度传感器检测到的土壤湿度模拟量传给主机单片机转换成数字量显示到led显示器；若需灌水，则开启电磁阀进行倒计时定时灌水。

关键词： 节水灌溉；单片机；智能监测 一、 系统总体方案设计

本次设计的湿度检测系统如图1所示，是由电源、stm32单片机、at89c51单片机、湿度传感器、串行接口通信模块等几个部分。用户通过上位机对现场数据进行检测并且进行实时有效的远程控制，可以实现对农田的采集，并且通过485将数据传输至stm32单片机，进行数据的处理及存储。处理后的数据经gprs无线通信发送到远程监控中心，并对接收到的数据结合气象信息进行分析，与专家决策系统信息按照一定算法得出决策信息，来控制电磁阀的开关，以完成监控。

二、系统硬件电路设计

本次设计的湿度检测系统实物如图2所示。核心部分硬件包括以下几个部分：时钟电路、复位电路、数据采集（模数转换）电路。时钟信号用来提供单片机片内各