湖北**学院***学院
本科毕业论文（设计）开题报告
题 目基于单片机的节水灌溉系统设计
院 系 信息工程系
专 业 电子信息工程
学生姓名 ** 学 号 *********
指导教师 ***** 职 称 讲 师
2013
年9月9日
一、本课题的研究目的及意义
自古以来农业为人类社会的鼻祖行业，是所有行业的基础，也是人类赖以生存的最重要的
行业。农业的发展从长远来看非常重要，一是水的问题，二是科技的问题。农业的根本 出
路在科技，在教育。由传统农业向现代化农业转变，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革命。农业与工业、交通等行 业
相比仍然比较落后，农业灌溉技术尤其落后。灌溉系统自动化水平较低是制约我国高 效
农业发展的主要原因。传统的灌溉模式自动化程度极低，基本上属粗放的人工操作， 即
便对于给定的量，在操作中也无法进行有效的控制，为了提高灌溉效率，缩短劳动时 问
和节约水资源，必须发展节水灌溉控制技术。 现代智能型控制器进行灌溉系统田间管理
的有效手段和工具，它可提高操作准确 性，有利于灌溉过程的科学管理，降低对操作者
本身素质的要求。除了能大大减少劳动 量，更重要的是它能准确、定时、定量、高效地
给作物自动补充分，以提高产量、质量， 节水、节能。 我国自己的现代灌溉控制器的
研制和使用尚处于起步阶段，因此，作为一 个农业大国，中国研究开发自己的先进的低
成本、使用维护方便、系统功能强且扩展容 易的国产化数字式节水灌溉器是一项极有意
义的工作。随着计算机技术和传感器技术的 迅猛发展，计算机和传感器的价格日益降低，
可靠性日益提高，用信息技术改造农业不 仅是可能的而且是必要的。用高新技术改造农
业产业，实施节水灌溉己成为我国农业乃 至国民经济持续发展带战略性的根本大事。
二、已了解的本课题国内外研究现状
国内自20世纪50年代即开始节水灌溉的研究，并对当时主要农作物的需水量和需水
规律、灌溉制度进行了许多试验研究，绘制了全国主要农作物的需水量等值线图，建立 了
全国灌溉试验资料数据库。 20世纪70年代主要集中在节水灌溉制度方面的研究。节水
灌溉制度包括灌水时期、 灌水定额和轮灌周期等内容。根据水与作物生长、发育及产量
间的关系，通过有限水量 在作物生育期内的最优分配，以提高有限灌溉水屠下作物根系
吸收转化和光合作用向经 济产量转化的效率为目标，进而达到高产和高水分生产率。但
此时期的研究是基于传统 的充分灌溉基础上的。 如：喷灌水量分布 均匀性评价指标的
实验研究漫灌和喷灌条件下土壤养分运移特征的初步研究川，研究了 漫灌、喷灌入渗条
件下，土壤养分运移的特征；喷灌条件下小气候变化规律的研究，研 究了最大温差和最
大相对湿度与喷灌时间、喷灌工作压力、风力、风向以及光照强度的 关系；在开发的产
品中有代表性的如中国农业机械化研究院联合 多家单位研制的2000型温室自动灌溉施肥
系统，具有手动控制、程序控制和自动控制等
三、本课题的研究内容本设计需研究的内容为：
节水灌溉自动控制系统的发展状况；节水灌溉自动控制系 统的结构及组成， 即选择
系统设计的基本方案与硬件及软件等方面的设计。 在硬件方面， 需研究整体硬件框图以
及各种器件的选型及连接方法；在软件方面，要明确主程序及各 个主要部分的流程以及
相应的程序控制清单。均匀性评价指标的实验研究漫灌和喷灌条件下土壤养分运移特征的
初步研究川，研究了 漫灌、喷灌入渗条件下，土壤养分运移的特征；喷灌条件下小气候
变化规律的研究，研 究了最大温差和最大相对湿度与喷灌时间、喷灌工作压力、风力、
风向以及光照强度的 关系20世纪70年代主要集中在节水灌溉制度方面的研究。节水灌
溉制度包括灌水时期、 灌水定额和轮灌周期等内容。
四、毕业设计（论文）所采用的研究方法、手段以及进度安排
研究方法及手段：利用单片机具有速度快，功能强，体积小，功耗低，使用方便，
性能可靠，成本小的优势。设计出具有小键盘，数码显示部分器件，在功能上具数据的
采集、自动控制、运行监视、报警、运行管理的功能的嵌入式系统，是该系统适宜于各
种作物，土壤，气候，地质的相关操作。
进度安排：
（1）2013年7月12日—9月12日：选题，并撰写开题报告；
（2）2013年9月14日—10月15日：整理资料，并完成论文初稿；
（3）2013年10月17日—11月27日：焊接硬件电路，并完成程序的编写与调试；
（4）2013年11月29日—12月23日：修改完善论文到最终定稿，并完成硬件电路；
（5）2013年12月24日：完成论文答辩。
五、主要参考文献
1.吴景社，李久生，李英能等．纪节水农业中的高新技术重点研究领域 农业工程 学
报，2008.
2.赵德安等.单片机原理与应用[M].北京：机械工业出版社,2004.
3.涂安富，金诚谦，吴崇友，卢宴，钟伟民．几种节水灌溉新技术分析[M].中国农
机 化出版社,2005.
4.张有德，赵志英，涂时亮.单片微型机原理、应用与实验[M].上海：复旦大学出版
社,2006.
5.李伯成.基于MCS-51单片机的嵌入式系统设计[M].北京：电子工业出版社,2004.7.
六、指导教师意见：
签名：
年 月 日
七、院系或教研室审核意见：
1.通过 2.完善后通过 3.不通过
负责人：
年 月 日