致  谢 21

附  录 22

1  绪论

1.1  研究背景

中国是一个严重缺水的国家，中国人口占全世界的22%，但只有8%的淡水资源，缺水问题使中国70%的耕地成了低产田。而许多地方还沿袭着传统的、低效的农业灌溉方式，这种灌溉方式造成了水资源的严重浪费。因此大力发展节水灌溉，合理、科学、有计划、高效地利用水资源，保护水资源的良性循环是十分必要的。论文网

1.2  课题研究的目的和意义

农业是人类社会最古老的行业，是各行各业的基础，也是人类懒以生存的重要行业。农业的发展从长远来看很重要，水和科技的发展是农业发展的必要条件。农业的根本出路在科技，在教育。由传统化向现代化农业转变，由粗放经营向集约经营转变，必须要求农业科技有一个大的发展，进行一次新的农业技术。农业与工业、交通等行业相比较落后，农业灌溉技术尤其落后。灌溉系统自动化水平较低，基本上属粗放的人工操作，在操作中无法进行有效的控制。因此为了提高灌溉效率，缩短劳动时间和节约水资源，必须发展节水灌溉控制技术。

现代智能型控制器是灌溉系统进行田间管理的有效手段和工具，它可提高操作的准确性，有利于灌溉过程的科学管理，降低了对操作者本身素质的要求。除了能大大减少劳动力，还可以准确、定时、定量、高效地给作物自动补充水分，以提高农作物个的产量、质量，达到节水、节能的效果。

我国先后引进了以色列、美国、法国、德国等国家的部分先进灌溉控制设备，这些设备主要用于农业示范区、科研单位或高校，由于其价格昂贵，维护保养困难，而且不符合我国土壤的应用特点，因此，作为一个农业大国，中国研究开发自己的低成本、使用维护方便、系统功能强且扩展容易的国产化数字节水灌溉器是十分必要的。

随着计算机技术和传感器技术的迅速发展，计算机和传感器的价格日益下降，可靠性日益提高，用信息技术改造农业成为了可能的而且非常必要。用高新技术改造农业产业，实施节水灌溉已成为我国农业乃至国民经济持续发展战略性的根本大事。本文旨在设计一套能对作物生长进行自动监控的系统，它能对作物进行适时、适量的灌水，起到高效、节水、节能的作用。

1.3  课题研究内容文献综述

本论文主要研究基于单片机控制的节水灌溉控制系统，分别对土壤湿度与灌水量之间的关系、灌溉控制技术及系统设备的软、硬件部分进行了研究，同时进行节水灌溉控制系统的整体研究与设计。

2  系统总体设计方案

2.1  系统的总框图

根据实际情况及系统技术的要求，拟采用STC89C52微控器作为控制与数据处理的核心以此构成节水灌溉控制系统。

该系统采用STC89C52单片机实现。用湿度检测电路中湿敏电阻对土壤湿度进行采集，所得电流信号经过处理得到可用电压信号，输入到A/D转换器ADC0832转换成数字信号进行处理，系统将检测得到土壤的湿度值，并将它送到LCD显示电路显示，从而实现对土壤湿度的监测监控，能进行适度范围的设置和显示，同时通过模糊控制算法实现对水泵开关的控制。该电路主要由STC89C52系统电路、土壤湿度采集电路、信号处理电路、按键电路、显示电路、继电器电路等组成。单片机可通过A/D转换器将土壤湿度传感器检测到的土壤湿度的模拟量转换成数字量，并传送给控制系统检测是否需要灌溉。此系统灵活性强、可靠性高、成本低，在现实生活中应用前景广阔，系统框图如图所示：