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摘 要

湿度是影响自然环境的众多因素中至关重要的因素之一。但是当前的农业灌溉中所使用的湿度传感器大多接线电路复杂，花费的成本远高于预期值，使用条件单一，对环境要求苛刻。在众多终端传感器里本设计最终选择了高精度YL—69土壤湿度传感器作为最优选择。本设计给该系统设计了一系列的硬件电路和软件程序的设计，本设计使用AT89S52单片机作为控制中心实现了土壤湿度的实时自动检测，将最终检测结果显示于LCD显示器，判断是否灌溉，从而达到智能灌溉的目的。通过运行证明，利用YL-69土壤湿度传感器制作的湿度测量仪它的测量精度较高，同时通用性也很强，具有很高的实用价值。

关键词：YL-69土壤温湿度传感器，湿度检测，AT89S52单片机，LCD显示器

Abstract：Humidity is one of the most important factors affecting the natural environment. However, most of the humidity sensors used in agricultural irrigation are complex wiring circuits, cost is much higher than expected, using conditions are single, and environmental requirements are stringent. Among many terminal sensors, the YL-69 soil moisture sensor with high precision is chosen as the optimal choice. This design designs a series of hardware circuits and software programs for the system. This design uses AT89S52 as the control center to realize the real-time automatic detection of soil moisture. The final test results are displayed on the LCD display to determine whether irrigation or not, so as to achieve the purpose of intelligent irrigation. The operation proves that the humidity measuring instrument made by YL-69 soil humidity sensor has high measuring accuracy, strong versatility and high practical value.

Keywords：YL-69 Soil Temperature and Humidity Sensor, Humidity Detection, AT89S52, LCD Display

目录

1 绪论 5

1.1课题研究意义及目的 5

1.2 国内研究现状 6

1.3国外研究现状 6

2 系统总体方案设计 7

3 系统硬件设计 7

3.1单片机模块设计 8

3.2土壤湿度检测电路设计 9

3.3水泵控制驱动模块 14

3.4显示模块设计 14

3.5报警模块设计 17

3.6按键模块设计 18

4. 系统软件设计 18

4.1主程序设计 18

4.2湿度传感器采集显示子程序设计 19

5 系统的制作与调试 20

5.1系统制作 20

5.2系统的调试 20

结论 21

参考文献 22

致谢 23

1绪论

1.1课题研究意义及目的

我国如今经过许多年的发展，经济实力和国力都得到了质的飞跃，人民的生活也获得了显著提高，农业方面也获得的长足的进步。自古以来，中国在世界上都算的上是农业大国，中国的农业发展一直是中国综合国力发展的坚实基础，到了如今现代化程度高度普及的时代，农业也是我们向更高文明发展的重要先决条件。我们不曾放弃过追寻探索，希望能够将农业发展的更好。在这条漫长的道路上，无数人呕心沥血、上下求索，取得了长足的进步。机遇永远伴随着挑战，在新中国初期，为了更快的建设发展国家毛主席提倡的人多力量大，使我国人口呈爆炸式的增长。如今随着资源的持续消耗，人口过多和资源分配问题已经非常尖锐了，任何人都不得不开始重视这个棘手的问题，俨然成为我国将面对的一个长久而又不得不重视的问题。中国的农业发展数千年，很多问题都明显的被暴露出来。比如说农民的付出与回报不成正比，投入大量的人力物力，最终的收成远远低于预计，成本太高；对土地的利用率太低，严重浪费土地资源；这些问题都是制约我国农业腾飞式发展的重要因素。我国虽说是世界农业大国，却还远远算不上农业强国。受到这些因素的影响或者说是制约，我国在农业发展这一块和那些世界发达国家的农业发展一比还是有很大的差距的。

中国是作为一个世界农业大国，农业的发展对中国经济的发展起着至关重要的作用。随着我国政府现在对农业发展的重视，全国各地都衍生了大批科研组织专门发展如何提高农业生产水平，致力于提高农民的经济收益。各机构已经进行了许多调查研究。调查发现：园艺栽培、温室花卉、温室蔬果等一系列有价值的发展项目对土壤水分的要求都极其严格。土壤湿度不合理不仅仅影响作物的正常生长发育，甚至会导致作物的大面积死亡，给农民造成巨大的经济损失。这种情况下寻找一种成本低廉、体积小、检测性可靠的土壤水分检测仪，为供水提供精确的标准就成为势在必行的趋势。为了解决这些问题，本文设计了一种稳定性高，成本低的微土壤湿度检测仪。

土壤湿度就是表示土壤在一定深度土层中土壤的干湿程度的物理量^[1]。又被称为土壤水分含量。土壤水分含量的高低受到农田水平衡的各部分组成的限制和影响。

土壤湿度决定了作物的供水多少。当土壤湿度低于正常水平，土壤变得干燥，由此产生的后果就是农作物无法在合适的环境下进行光合作作用，它也就无法正常的生长。由此产后的后果就是农作物生长不良，可能成为一块低产量的田，使得农民经济受损。如果土壤极度干燥，无人灌溉时，那么对这片农作物的生长可以算得上是毁灭性的打击。农作物的根系无法从土壤中汲取水分，相当于无法生长，最终的结果就是枯萎死亡。万物相生相克，如果农田土壤湿度过高也是不行的，湿度过高使得整个田地的土壤通气功能极大的被影响，会对生存于土壤中的微生物造成巨大影响，迫使它们无法进行正常的生命活动。而且土壤湿度过高对农作物的呼吸作用也会造成巨大威胁，最终造成的就会结果都是一样的。农作物并没有能够如我们所期待的那样长得茂盛，反而各种问题源源不断。不是虫害严重就是农作物低产等等。另一方面，土壤水分的多少也会给耕作措施和作物质量带来不可预计的影响，并影响土壤的温度。

1.2 国内研究现状

智能农田控制灌溉在我国国内已经有多年的研究和运用历史，在各个地区都得到了广泛的使用和改进。其中有很多优秀的具有代表性的产品，比如说这款2000型温室自动灌溉施肥系统，它是由我国的中国农业机械化研究院携手多家科研单位一起研究开发的，这款产品是根据我国如今农业现状和我国特殊的气候环境所设计出来的一款采用积木分布式系统机构原理的自动智能农业灌溉系统。它的特色在于它不仅解决了困扰我们许久的计算机适时闭环问题，同时对于一些常见的问题比如动态监测、控制显示中文等都有了一些独特的解决方式。这款产品拥有多种灌溉模式其中有最常用的手动控制模式、也可由通过我们预先设置好的程序控制模式等多种灌溉模式。同时也根据各地的环境因素不同设计了相匹配的灌溉模式。目前已经在全国各地很多农业生产地区投入使用。通过系统的运行情况来看，效果显著，可以大量解放人力。极大的提高经济效益。

随着各种技术难题被攻克，各式各样的功能齐全的设备被设计出来，使得我国的智能灌溉技术得到了显著的进步。

1.3国外研究现状

早在1950年后，世界上许多发达国家就开始使用计算机配合自己编写的程序来达到控制机器自动灌溉的目的。虽然起初效果并不显著，不过随着不断地创新不断地的改进，如今它们在农田智能灌溉方面已经取得了重大的突破。西方许多的国家都开始大规模规范的使用这一灌溉模式。直到1962年，美国的Agrimate公司自主研发了一款自动灌溉系统，它们在早期智能灌溉系统的基础上，创新性的设计出了可以由使用者通过计算机来控制农田中的大部分灌溉功能。用户可以通过计算机对农田的供水量进行实时调控，保证农田的供水平衡。从此之后智能灌溉进入飞速发展阶段。

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