《土壤湿度控制系统》任务书
农田土壤湿度监测与农灌控制系统设计
农田土壤湿度监测与农灌控制系统设计农业是人类生活中的重要组成部分，而农田土壤的湿度对于农作物的生长和产量起着至关重要的作用。
因此，开发一套高效、准确的农田土壤湿度监测与农灌控制系统对于提高农作物的产量和质量具有极大的意义。
一、农田土壤湿度监测系统的设计农田土壤湿度监测系统是实现自动化农灌水的关键。
该系统需要具备以下几个关键功能：1. 传感器网络：通过布设传感器网络，实时监测农田不同区域的土壤湿度。
传感器应具备高精度、低功耗、长寿命等特点，并能够稳定的运行在复杂的农田环境中。
2. 数据采集与传输：传感器采集到的土壤湿度数据需要实时传输到数据中心进行处理和分析。
可以利用无线传输技术，如LoRa、NB-IoT等，将数据传输到中央处理系统。
3. 数据处理与分析：中央处理系统接收到传感器上传的湿度数据后，对数据进行处理和分析，从中提取有用的信息。
这些信息可以用来判断土壤湿度的状况，并预测未来的变化趋势。
4. 数据展示与报警：处理系统需要将农田土壤湿度的实时情况以直观的形式展示给用户，可以通过网页、手机应用等方式呈现。
同时，系统还需要具备报警功能，当土壤湿度超过或低于设定的阈值时，及时发出警报，提醒农户进行相应的灌溉或排水操作。
二、农田农灌控制系统的设计农灌控制系统是根据土壤湿度情况进行农田灌溉的关键。
该系统需要具备以下几个关键功能：1. 智能控制：根据农田土壤湿度数据的变化情况，智能地控制灌溉系统的开关和运行时间。
可以采用模糊控制、PID控制等算法，实现对农田灌溉的自动化控制。
2. 多级控制：考虑到不同农作物对土壤湿度要求的差异，可以将农田划分为不同的控制区域，分别设置不同的灌溉参数。
这样能够更好地满足不同农作物的灌溉需求，实现精准灌溉。
3. 节水环保：为了提高灌溉的效率和节约水资源，可以结合天气预报、降雨传感器等信息，合理调整和节制灌溉量。
通过优化灌溉策略，减少过度灌溉和水资源的浪费，实现节水和环保。
4. 报警与故障检测：系统应具备灌溉异常和故障检测功能。
土壤湿度测量系统的设计
SPEAKER
Q1 R2 2.2k PNP901 2 SW-PB S2 S1 GND 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 C2 30P
U1 +5 P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7 REST P3.0/RXD P3.1/TXD P3.2/INT0 P3.3/INT1 P3.4/T0 P3.5/T1 P3.6/WR P3.7/RD XTAL2 XTAL1 GND STC8 9C52 R15 30K R13 200 K
+5 D2 2 GND 2 K A LED D1 K A LED 1 R7 1k 1 R8 1k
160 2 16PIN
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
R9 10k
GND +5 GND
11 12 13 14 15 16
D0D1D2D3D4D5D6D7
GND +5
R10 1.5k LS1 +5
6.按键模块
在设置设定值的界面里S1为确定键，S2为下翻键，S3上翻 键。设置界面里有最低值设置和最高值设置两个选项。设 置设定值时，S1为确定键，S2为加一键，S3为减一键。这 些按键通过P1.3、P1.4、P1.5三个引脚与单片机相连。
开始
软件设计模块
扫描键盘
否
是否有摁 键下
是
测量土壤湿度
土壤湿度测量系统的设计
大体计划设计：为了能够精确的测出土壤湿度，设计了以 AT89C52单片机为核心的土壤湿度计。硬件部分采用 LCD1602作为显示屏，土壤湿度传感器则采用HSll01，它 是一款电容式传感器，电容值会随湿度的变化而变化，将 HS1101置于555振荡电路中，将电容信号转换为电压频率 信号。利用单片机的中断读取数据，以单片机为核心对数 据进行记录、存储、处理和报警。电源接口采用的是USB 接口。软件部分则采用C语言实现，通过分模块编写程序， 逐一实现土壤湿度测试，报警等功能。
(1)湿度控制系统制作工作任务书
主动性/
独立性
解决问
题能力
语言
表达
合作
能力
计划组
织能力
安全
意识
完成任务时间
任务时间为课上时间4学时，请合理分配时间完成此项任务。指导教师返回意见时间为2天。
学习目标
知识目标
1、培养学生掌握湿敏电阻的原理和应用；
2、培养学生掌握简单湿度控制系统的设计方法。
技能目标
1、培养学生能够按照接线图搭建各部分电路；
2、使学生具备湿度传感器的安装和调试能力及处理实际问题的能力。
态度目标
具备团队协作能力、计划组织能力及安全意识。
资讯内容
学习单元：湿度传感器
参考资料：
《自动化检测与自动控制技术》教材、《传感器原理及应用》
制定工作计划（工作程序）
请根据设计任务要求，确定所需要的工具和设备、查阅所需资料，并对小组成员进行合理分工，制定详细的设计计划。
1、需要的设备和工具：
2、小组成员分工：
3、工作内容：
实施：依据工作计划完成任务要求。
实施过程：
评估、检查、展示交流：
总结：内容书写要清楚
评价结果
指导教师
评价表
姓名：
负责教师：
日期：
工作任务名称：
由学生/实习指导教师根据其经验和学习目标进行分组
评估/评价体系结构如下，从中间开始（…满足要求）上下各分为3个等级，即正3个等级，负3个等级，（每个等级还可以进一步细分）
分值
意义
学生……
解释
0～10
根本没有满足要求
这一范围表明，所涉及的能力根本没有达到。
10～20
仅部分地满足要求
土壤温湿度监测系统安全操作及保养规程
土壤温湿度监测系统安全操作及保养规程1. 前言土壤温湿度监测系统是一种常用于农业生产和研究领域的设备，可以实时监测土壤的温度和湿度情况，为农作物的种植提供宝贵的数据支持。
为了保证土壤温湿度监测系统的安全运行和延长使用寿命，本文档介绍了系统的安全操作及保养规程。
2. 安全操作规程2.1 供电和接线•在供电和接线过程中，务必确保系统断电状态下进行操作。
•使用合适的电源设备，确保供电稳定，并根据设备要求选择正确的电压和电流。
•接线时，确保正确连接，避免短路和接触不良的情况发生。
2.2 数据采集和传输•在进行数据采集和传输过程中，要按照设备说明书或者操作手册的指导进行操作。
•严禁非授权人员对系统进行擅自修改、维修或调试操作。
•在进行数据传输时，保证传输设备的网络连接稳定和可靠。
2.3 环境监测•定期检查土壤温湿度监测系统周围的环境，确保系统正常运行所需的环境条件。
•对于暴雨、强风或其他恶劣天气情况下，要及时采取保护措施，避免设备受损。
2.4 防雷防静电•对于位于室外的土壤温湿度监测系统，应安装有效的防雷设备，预防雷击造成的设备损坏。
•做好静电防护工作，避免静电对设备造成影响或损坏。
2.5 紧急情况处理•当发生紧急情况，如设备故障、数据丢失等，及时采取措施保护设备，并通知相关部门进行处理。
3. 保养规程3.1 清洁保养•定期对土壤温湿度监测设备进行清洁保养，可以使用干净柔软的布进行擦拭，或者根据设备说明书进行清洁操作。
•注意不要使用有腐蚀性的化学物质进行清洁，以防损坏设备表面。
•在清洁保养时，必须确保设备处于断电状态。
3.2 定期检查•定期检查土壤温湿度监测系统的各个部件和连接线路，确保设备处于正常工作状态。
•检查传感器、数据采集器等部件是否损坏或有松动。
•检查数据传输的连接线路是否稳定，并排除故障。
3.3 处理故障•对于出现故障的设备，应立即将其断电，等待专业维修人员进行检修。
•严禁非专业人员对设备进行拆解和修理，以免损坏设备或危及人身安全。
土壤湿度控制系统
摘要土壤的含水量会极大地影响作物的产量和大部分植物的生长。
因此，土壤的湿度对于灌溉计划的安排，水和溶质流的评估以及潜在太阳辐射和显热的划分非常重要。
本课题设计的对土壤水分的控制系统，可以用于土壤水分的检测，土壤水分控制以及报警。
土壤湿度控制系统是用单片机、湿度传感器、模数转换器、显示器、电源、报警器，等构建的。
单片机是本系统的控制中枢，湿度传感器通常都是电阻传感器，它的电阻可以随着土壤湿度的变化而变化，使得不同的电压被晶体管放大并进行单片机的处理，然后能够在显示器上显现出来，并且进行控制。
如果我们测量的真正的湿度小于设定的湿度时，蜂鸣器和LED能够发出声音和闪光来报警。
并且这时候控制继电器可以给土壤浇水。
操作人员可以通过按下按钮设置湿度报警值，这个报警值可以连续添加的或者减少。
关键字：STC89C52单片机，土壤湿度检测，AD转换ABSTRACTThe water content of soil will greatly affect the yield of crops and the growth of most plants. Therefore, soil humidity is very important for the arrangement of irrigation plans, the assessment of water and solute flows, and the division of potential solar radiation and sensible heat.The soil moisture control system designed in this topic can be used for soil moisture detection, soil moisture control and alarm. The soil humidity control system is constructed with single chip microcomputer, humidity sensor, analog-to-digital converter, display, power supply, alarm, etc. MCU is the control center of the system. Humidity sensors are usually resistance sensors. Its resistance can change with the change of soil humidity, so that different voltages are amplified by transistors and processed by MCU, and then can be displayed on the display and controlled. If the real humidity we measure is less than the set humidity, the buzzer and LED can sound and flash to alarm. And then the control relay can water the soil. The operator can set the humidity alarm value by pressing the button, and this alarm value can be continuously added or decreased. Key words: STC89C52 singlechip, soil moisture detection, AD conversion摘要.................................................................. I I ABSTRACT ............................................................. I II 1、绪论. (3)1.1课题的背景 (3)1.2 土壤湿度检测的原理 (4)1.2.1土壤湿度基本设计原理 (4)1.2.2土壤湿度电路设计 (4)2、总体方案设计 (4)3、系统方案比较、设计与论证 (5)3.1主控制器模块选择 (5)3.2按键的选择 (6)3.3显示模块的选择 (6)3.4电源选取 (6)4、芯片资料简介 (7)4.1模数转换器ADC0832 (7)4.2LCD1602液晶显示模块 (9)4.2.1LCD1602的特性及使用说明 (9)4.3 STC89C52单片机的简介 (12)4.3.1 STC89C52单片机主要特性 (13)5、硬件实现及单元电路设计 (16)5.1主控制模块 (16)5.2显示模块电路 (17)5.3报警模块的设计 (18)5.4继电器控制电路 (18)5.5湿度AD采集电路 (19)5.6按键模块的设计 (19)5.7电源部分的设计 (20)6、系统软件设计 (20)6.1程序结构分析 (20)6.2系统程序流图 (21)7、系统的安装与调试 (23)7.1安装步骤 (23)7.2电路的调试 (23)结论 (23)致谢 (24)参考文献 (24)附录1整体电路原理图 (25)附录2元器件清单 (25)附录3部分源程序 (26)1、绪论1.1课题的背景湿度是可以表示大气里水汽含量的物理量。
土壤湿度测控智能灌溉系统的设计
TECHNOLOGY AND INFORMATION150 科学与信息化2023年6月下土壤湿度测控智能灌溉系统的设计*张晋轩1，2 张腾飞1，2 潘丽霞3 罗文卓1，2 莫东昇41. 广西大学行健文理学院 广西 南宁 530007；2. 广西农业职业技术大学 广西 南宁 530007；3. 广西电网公司贵港平南供电公司 广西 平南 537300；4. 广西电网公司新电力集团藤县供电公司 广西 梧州 543300摘 要 智能灌溉系统是以节水为主要目的，实时对土壤湿度进行监测，根据不同的植物在其生长期间对土壤湿度的不同需求进行灌溉的系统。
本系统由中央控制部分、湿度测控部分、蓄水部分、灌溉部分、天气测控部分，共5个模块构成。
该系统通过湿度传感器采集土壤湿度与系统数据进行比较，结合当日天气情况对植物状态进行测评，进而制定出合理的灌溉措施。
系统数据由农作物大数据分析得出，保证了灌溉的科学性、合理性。
关键词 系统设计；单片机；蔬菜大棚；传感器；智能灌溉Design of Intelligent Irrigation System for Soil Moisture Measurement and Control Zhang Jin-xuan 1,2, Zhang Teng-fei 1,2, Pan Li-xia 3, Luo Wen-zhuo 1,2, Mo Dong-sheng 41. Guangxi University Xingjian College of Science and Liberal Arts, Nanning 530007, Guangxi Zhuang Autonomous Region, China;2. Guangxi V ocational University of Agriculture, Nanning 530007, Guangxi Zhuang Autonomous Region, China;3. Guangxi Power Grid Company Guigang Pingnan Power Supply Company, Pingnan 537300, Guangxi Zhuang Autonomous Region, China;4. Guangxi Power Grid Company New Power Group Tengxian Power Supply Company, Wuzhou 543300, Guangxi Zhuang Autonomous Region, ChinaAbstract Intelligent irrigation system is a system that monitors soil moisture in real time manner with the main purpose of saving water, and irrigates according to the different needs of different plants for soil moisture during their growth period. This system consists of 5 modules: central control part, humidity measurement and control part, water storage part, irrigation part, weather measurement and control part. This system collects soil moisture through humidity sensors and compares it with system data, evaluates the state of plants based on the weather conditions on the same day, and then formulates reasonable irrigation measures. The system data is obtained from crop big data analysis, which ensures the scientific and rational nature of irrigation.Key words system design; single-chip computer; vegetable greenhouses; sensor; smart irrigation引言地球表面72%被水覆盖淡水资源仅仅有0.75%在淡水资源中又有70%存在于冰层中，总体来说地球的淡水资源很稀缺，对水资源的合理利用十分重要。
人教版(2024)六年级全一册 第18课 土壤湿度控制好 教案
《土壤湿度控制好》教学设计
解各个部分的作用，如“这是一个简易土壤湿度控制系统的组成图，土壤湿度传感器用于检测土壤中的水分，系统控制器根据传感器采集的数据进行计算和判断，控制喷灌设备的工作。
”
组织学生进行实验，让学生利用传感器采集 5 个土壤湿度数据，观察显示的湿度数据以及对应的喷灌器状态（是否喷水），并记录在表格中，如“现在，请同学们分组进行实验，采集 5 个土壤湿度数据，并记录在表格中。
”
引导学生思考湿度控制系统的工作原理，提问学生：“土壤湿度改变了，相当于改变了控制系统的什么？导致控制系统发生什么变化？”
3.分析控制土壤湿度的算法
讲解土壤湿度传感器检测的是土壤的湿度（连续量），然后根据这个数据控制喷灌器的开关（开关量），如“同学们，土壤湿度传感器检测的是土壤的湿度，这是一个连续量，而喷灌器的开关是一个开关量，我们需要根据土壤湿度数据来控制喷灌器的开关。
”
让学生根据活动二中记录（或者设置）的一个湿度数据作为阈值，补充控制土壤湿度的算法流程图，如“请大家根据刚才记录的湿度数据，选择一个作为阈值，补充控制土壤湿度的算法流程图。
”
展示三个答案，让学生选择并放到相应的框里，如“看看右边三个答案，应该放到哪个框里？土壤湿度超阈值？不启动喷灌器？启动喷灌器？”
4.布置课堂任务
让学生填写输入状态和输出状态的真值表（用1 和 0 来填写，1 表示真，0 表示假），如“现在，请大家填写输入状态和输出状态的真值表，用1 和 0 来表示。
”
巡视学生的填写情况，及时给予指导和帮助。
土壤温湿度测控系统设计
土壤温湿度测控系统设计摘要：土壤的温湿度是植物生长的重要环境，它不但对植物的根系生长发育以及土壤的微生物活动有着直接的影响，同时影响土壤的水分运动。
我们有必要对土壤的温湿度进行测控，使之更有利于作物的生长。
采用单片机测控土壤的温湿度，不但可以使测控工作方便、简捷和灵活等，同时也能够大大提高土壤温湿度达到作物对温湿度的指标，使得作物的质量能够大幅度的提高。
关键词：土壤温湿度；单片机；测控系统设计温湿度为一种基本的环境参数，与我们的生活有着密切的联系。
在工业生产过程当中，应当实时根据需要进行温湿度的测控。
于农业生产过程当中，作物生长最为重要的环境条件，它对作物根系的发育与土壤的微生物活动有着直接的影响，并且是土壤水分运动的诱因。
我们在农业生产过程当中，对温湿度的测控显得至关重要。
因此对土壤温湿度测控的系统设计有着极大的意义。
一、土壤温湿度测控的系统设计方案土壤温湿度测控系统设计的关键是温湿度传感器。
所谓传感器指的是可以感受到所规定的被测控，同时能够按照一定的规律将其转换成相应信息信号的装置。
该系统设计方案中，运用集成数字温湿度传感器来收集所测控环境的温湿度，收集完毕后将其传输至单片机进行相关的数据分析。
随着微型计算机和通讯技术的快速发展，传感器和微处理器以及微型计算机三者完美结合而产生智能化传感器，使得传感器的测控功能大大提高。
智能传感器借助于半导体技术把传感器和信号调节电路、接口电路以及微处理器同时接在一块芯片上，从而构成了较大规模且功能测控齐全的集成电路智能传感器。
该土壤温湿度测控的设计方案如图一所示：图一：设计方案结构图二、土壤温湿度测控的硬件系统设计（一）单片机的硬件系统设计随着人类社会逐步进入了信息化时代，微型计算机的应用已经涉及到社会活动的各个领域，单片机技术的应用，是计算机技术的重要分支。
土壤温湿度测控一般采用80C51单片机。
（1）单片机的基本结构。
单片机是单片微型计算机的简称，它能够把中央处理器CPU、随机取存器RAW以及只读存储器ROM等集成在同一块芯片中，组成一个相对完整的微型计算机。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
任务书
设计题目基于单片机的土壤湿度控制系统的设计
1.毕业设计(论文)的内容和要求(含技术要求、图表要求等)：
本课题的主要内容是基于单片机最小系统和其他设计模块实现土壤湿度控制，利用单片机采集土壤湿度传感器信号放大的电压后经过单片机运算分析后在液晶上把光强度显示出来。
技术要求：
（1）温度测量精确为1%，湿度测量精确为1%RH；
（2）选择最佳的模块方案，以实现安全高效和成本合理的设计；
（3）完成源程序和代码编写；
（4）完成土壤湿度检测的实物制作，再进行功能调试，以实现预期效果。
图表要求：完成基于单片机控制电路设计，绘制电路原理图和PCB。
2.毕业设计(论文)应完成的技术文件：
（1）系统硬件设计框图、电路原理图和PCB；
（2）元器件清单；
（3）程序设计及完整程序代码；
（4）毕业论文。
3.主要参考文献：
[1] 李文忠,段朝玉 .短距离无线数据通信[M].北京：北京航空航天大学出版，2006.
[2] 李艳红,李海华.传感器原理及其应用[M].北京：北京理工大学出版社，2010
[3] 傅扬烈. 单片机原理与应用教程[M].北京：电子工业出版社,2002.
[4] 谭浩强.C程序设计[M].北京：清华大学出版社，1999 .
[5] 何希才, 薛永毅.传感器及其应用实例[M]．北京：机械工业出版社，2004．
5毕业设计辅导记录。