摘要水是生命的源泉，水是维系社会进步、生态环境和人类文明的基础因素，而我国水资源严重匮乏，农业节约水灌溉技术仍未得到很好的普及利用。
我们必须进一步提高认识，抓紧完善节水灌溉的规划设计，大力推进节水灌溉技术的研究、生产和应用，以更好地服务“三农”推进社会的现代化进程。
本文就此问题研究了单片机控制的节水灌溉系统，该系统可对不同土壤的湿度进行监控，并按照作物对土壤湿度的要求进行适时、适量的节水灌溉。
本文在设计中采用了微灌的节水灌溉工作模式。
系统可以根据土壤湿度要求自动控制电磁阀开关，进行灌溉，还可以根据上位机指令进行灌溉。
系统设计上选用AT89S52单片机为控制器，选用FDS-100湿度传感器检测土壤水分湿度。
土壤湿度传感器检测出的土壤湿度信号经信号调理电路转换为电流信号传送到AT89S52，单片机将土壤湿度信号转换成数字量，根据用户设定的土壤湿度要求驱动电磁阀进行灌溉。
本系统可以检测10路土壤湿度信息，可以控制10路水阀的开关。
土壤湿度信息由8位LED显示器就地显示。
系统设有CAN 总线接口电路可以与上位机通信。
本系统功能较为全面，使用方便，能够满足农业生产的基本要求，对于提高农作物产量、节约劳动力成本有重要的作用，对我国农业生产自动化有积极地意义。
关键字：节水灌溉；湿度传感器；土壤湿度；电磁阀AbstractWater is the source of life, and it is the basic factors to maintain the social progress, the ecological environment and human civilization, but shortage of water resource of china and agricultural wa ter saving irrigation technology hasn’t been widely used well. We must promote the understanding further, and hurry to improve the planning and design of water saving irrigation, work hard on promoting the study of water saving irrigation technology and its production and application to better serve the three rural advancing the process of modernization of society. This article studies the problem of water saving irrigation system controlled by single chip microcomputer, the system can be of different soil moisture monitoring, and in accordance with the requirements of the crops on soil moisture of water saving irrigation timely, appropriate.This article adopts the water saving irrigation sprinkler irrigation in design mode. The system can automatically control the electromagnetic valve switch, according to the soil moisture requirements for irrigation, also can be used in irrigation according to computer instruction. The design of system using AT89S52 MCU as controller and using FDS-100 humidity sensor to detect soil moisture and humidity. Soil moisture soil moisture sensor signal detected by signal conditioning circuit converts the current signal is transmitted to the AT89S52, the soil humidity signal is converted into digital quantity, irrigation based on soil moisture set by the user requirement driving solenoid valve. This system can detect 10 of soil moisture information, switch can control 10 road water valve. The soil moisture information from 8 LED display display. System with CAN bus interface circuit can communicate with the PC.The function of system is more comprehensive, easy to use and it can meets the basic requirements of agricultural production, to increase the yield of crops, saving labor costs have an important role and it has positive significance for agricultural production automation in china.Key words:Water-saving irrigation; Humidity sensor; Soil moisture; electromagnetic valve目录第1章绪论 01.1研究背景 01.1.1 节水农业概述 01.1.2 农业高效节水的必要性 01.2 节水灌溉技术发展概况 (1)1.2.1 国外节水灌溉自动化发展状况 (2)1.2.2 国内节水灌溉自动化发展状况 (3)1.3 课题研究目的和意义 (4)1.4 课题研究内容 (5)第2章系统总体设计方案 (7)2.1 灌溉系统概述 (7)2.2 微灌技术 (7)2.3 系统总体方案 (8)2.4 数字PID算法 (9)2.4.1 数字PID控制器及其算法 (9)2.4.2 PID调节器在湿度控制系统中的应用 (10)2.5 主要器件选取 (10)2.5.1 控制器选取 (10)2.5.2 土壤湿度传感器选取 (11)2.5.3 模数转换芯片选取 (12)2.5.4 显示方案 (13)2.5.5 定时时钟芯片选取 (13)第3章硬件电路设计 (15)3.1 单片机最小系统设计 (15)3.2 数据存储电路设计 (16)3.3 实时时钟电路 (17)3.4 A/D转换电路 (18)3.5 CH451驱动键盘显示电路 (20)3.6 I/O扩展电路 (22)3.7 信号调理电路 (23)3.8 输出控制电路 (24)3.10 电源电路 (25)3.11 通信电路设计 (26)第4章软件设计 (29)4.1 程序语言 (29)4.2 主程序流程图 (29)4.3 数据滤波程序设计 (31)4.4 显示模块软件设计 (33)4.5 数据处理模块 (34)4.6 矩阵键盘扫描流程图 (35)4.7 DS1302 工作流程图 (36)第5章结论 (38)参考文献 (39)致谢 (40)附录Ⅰ (41)附录Ⅱ (49)附录Ⅲ (51)第1章绪论1.1研究背景到2030年，我国人口将达到16亿，需要粮食7亿吨左右，为保证粮食与其他农产品的供给，灌溉面积必须达到6000万吨左右，否则指标难从实现。
然而，我国是缺水国家，尤其北方广大地区水资源供给已严重不足，在未来30年内，随着人口的增加，农业供水只能维持在目前的4000亿m³水平上，唯一的出路只能是节水灌溉，提高水的利用率，把灌溉水利用率从目前的0.45左右提高到0.65。
1.1.1节水农业概述节水农业是提高用水有效性的农业，也就是充分利用降水和可利用的地表、地下水资源，采用水利和农业措施，提高水分利用率和水的利用效率的农业。
农业节水措施主要包括以下几方面的内容：（1）运用分子生物技术进行节水。
利用基因转化、基因重组、植物再生技术和细胞工程技术进行农作物品种的定向改良，提高其耐旱和抗旱能力。
（2）精细农业节水技术。
喷、微灌技术是当今世界上节水效果最明显的技术，利用智能型的田问检测设备及田间喷、微灌设备，根据作物生长环境和收获产量实际分布的空间差异机理和环境胁迫作用与产量形成的定量关系，对作物灌区进行精确灌溉，达到节水的目的。
（3）信息节水技术。
“3s”技术与信息高速公路相结合，在灌溉中采用智能决策系统，采用适时适量的灌溉预报技术，加强作物灌溉的管理技术，增强宏观节水。
（4）化学节水技术。
研制土壤保水剂、制蒸腾剂和土壤改良利等。
（5）高分子材料在大型管道及大型渠道上的应用。
研制新型防渗抗老化材料及相应的施工工艺及技术，减少水分在传输途中的渗透损失。
1.1.2农业高效节水的必要性在我国，由于独特的地理环境及气候，降雨时空分布不均，农业生产对水的依赖性很强，有水才能做到稳产高产。
目前，我国灌溉用水量的比例在经历明显的下降过程后，呈稳定态势，但从长远看，随着工业，城市，生活，生态用水的不断增加，由于新增加水资源的开发潜力越来越小，开发代价越来越大，因此乃将有一部分灌溉用水转为其他行业用水。
目前，农业用水占全国总有用水量的70％，由于受工程配套状况和管理水平所限，灌溉用水效率仅有水资源短缺的主要对策之一。
如何通过各种节水措施，有效地提高灌溉水资源的使用效率是发展农业节水的根本任务。
近年来，随着人口增加，经济发展和城市化水平的提高，水资源供需矛盾日益尖锐，农业干旱缺水与水资源短缺已成为我国经济和社会发展的重要制约因素，而且加剧了生态环境的恶化。