基于单片机的灌溉系统设计文献综述

 2023-10-31 11:10

文献综述

本课题研究的意义和价值:

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。

本课题研究的现状及发展趋势:

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。

本课题存在的问题及解决方案

本设计中现存的问题是选择合适的单片机和湿度模块,查阅资料将用STC89C52单片机作为核心控制芯片,SHT75芯片作为湿度读写芯片[24-26]

为了实现灌溉系统的快速灵活的工作,采用单片机控制,通过传感器传输数据。灌溉系统中控制元件较多,程序代码较多,需要采用模块化设计方法,以C语言实现的控制程序,按模块分别存储在芯片内,从而简化系统硬件结构,同时也提高了系统的稳定性[27-30]

本课题设计方案

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