基于单片机的大棚智能节水灌溉系统设计
大棚智能节水灌溉系统设计采用AT89C51单片机为信息处理核心，系统主要由土壤湿度传感器、空气温度传感器、空气湿度传感器、液晶显示电路和故障报警电路等组成。

系统在进行智能灌溉的同时，还能调节大棚内空气的湿度和温度。

经过测试，该系统可以在无人的情况下实现智能节能，并根据作物的需要进行适时、有效的灌溉，并有效的调节大棚内的湿度和温度，做到定时喷洒农药。

标签：AT89C51单片机；节水灌溉；控制系统
随着农业现代化的发展，智能节水灌溉的需求越来越大[1]，然而，智能灌溉由于成本等因素发展缓慢[2]。

本设计通过对大棚内土壤湿度的控制和大棚内空气温度和湿度分析，设计了一个简单经济实用的智能灌溉系统。

1 系统总体设计
系统总原理方框图如图1所示。

硬件电路包括了传感器电路、单片机数据处理电路、液晶显示电路，继电器电磁阀电路，农药喷洒电路。

首先，数据采样电路将土壤湿度传感器采集到的数据通过A/D转换后，将信息传递给单片机，然后单片机将测量的数据通过处理后在液晶显示屏上反应出来，同时控制电路将根据指令完成操作。

2 硬件部分设计
（1）系统主电路布局。

该设计包括DH11温湿度电路，LED显示电路，晶振电路，继电器电池阀驱动电路，继电器风扇驱动电路，DH11温度湿度电路将土壤湿度通过A/D转换将数据传输给单片机主芯片，然后，单片机主芯片首先对数据做出判断，然后会分别对各个下属电路做出指示，LED电路的作用是显示工作的状态，农药喷洒系统的作用是定时定量喷洒农药。

（2）DH11温度传感器电路设计。

温度传感器采用DH11温湿度传感器，由于传感器的电阻较小，通电作用下，很容易被烧坏[3]，故此电路会选择串联一个电阻值较大的电阻，该电路中串联的电阻选择的是R3=43K的电阻来保护传感器。

（3）DH11湿度传感器电路设计。

土壤湿度传感器采用DH11，和温度传感器一样，R2的作用是保护传感器不被烧坏，这里R2取47K，3端口用不到，故此悬空。

（4）继电器风扇驱动电路。

当大棚中的空气湿度比设定好的温度高时，温度传感器将接受到的信号经过A/D转化后传输给单片机，单片机会调用散热子程序，完成三极管导通，使的继电器闭合，开启散热功能，当温度降到设定温度时，风扇就会停止转动，散热就会结束[4]。

同样的，当空气湿度高于设定湿度时，电风扇会转动降低湿度，当湿度低于设定湿度时，电扇就会停止转动，散湿结束。

3 系统软件设计
3.1 系统主程序流程图
设计主要由四大模块组成，分别是土壤灌溉模块，空气散湿模块，空气散热模块，农药喷洒模块，前三大模块为设计的重点模块。

总流程图如图2所示。

3.2 系统子程序流程图
该系统主要有三大模块，图3是灌溉系统，灌溉系统的主要作用是根据作物对水量的需求反应做出判断，若土壤湿度达不到作物需要的湿度，灌溉就会启动，当湿度高于或正好达到作物需求，则灌溉不会进行。

第二个功能是空气散湿功能，如图4，如果空气湿度过高，则风扇会自动开启，将对大棚空气做出将湿功能。

第三个功能是降温作用，如图5，若是空气温度高于设定温度，则风扇会转动，將大棚内的温度进行适当减低。

如图6所示，为系统的喷洒农药流程图，若需要喷洒农药，只需打开开关，一段时间后，农药会自动进行喷洒，若是不需要喷洒农药只需要关闭开关，农药喷洒系统就不会打开。

4 结束语
设计主要涉及了大棚土壤智能灌溉，大棚空气温度智能控制，大棚空气湿度智能控制三大模块，并充分考虑到实际情况，以AT89C51单片机为主导核心，通过液晶显示屏改变参数，采用经济实用的器件来降低成本，并通过实验论证，将理论与实际值的进行对比，得出了设计的误差范围完全在可控范围内，充分证明了设计的实用性。

参考文献
[1]杨玉白.节水灌溉自动化技术的发展及趋势[J].科学时代，2013，6（24）：2-9.
[2]戴杉虎.单片机在节水灌溉系统中的应用[J].机电工程技术，2011，11（8）：139-140.
[3]黄同.一种基于CH340T的STC89C52RC编程器设计[J].电子测试，2013，4（12）：16-25.
[4]李瑞芳.短消息在节水灌溉系统中的应用[J].农机化研究，2013，3（8）：196-199.。