我國(guó)是世界貧水國(guó)之一，在目前的傳統(tǒng)灌溉模式中利水率不足60%，灌溉過(guò)程中還會(huì)造成土壤灌溉不均、化肥流失、土壤板結(jié)等不利于作物生長(zhǎng)的問(wèn)題，目前市面上出現(xiàn)了一些相關(guān)的智能農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)，但其中并沒(méi)有良好的利水率與實(shí)用性，無(wú)法達(dá)到智能化控制并改善作物生長(zhǎng)環(huán)境。此次設(shè)計(jì)的智能化灌溉系統(tǒng)中拋開(kāi)已有的傳統(tǒng)灌溉方式，采用物聯(lián)網(wǎng)-傳感器-節(jié)水灌溉相結(jié)合的方式，利用濕度檢測(cè)模塊實(shí)時(shí)監(jiān)控土壤濕度，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)控制，系統(tǒng)還通過(guò)對(duì)不同農(nóng)作物濕度需求方進(jìn)行優(yōu)化，精確對(duì)土壤中濕度含量的控制。
整個(gè)設(shè)計(jì)部分分為硬件部分和軟件部分，其中硬件部分使用的單片機(jī)型號(hào)為STC89C52單片機(jī)，濕度傳感器采用DHT11土壤式濕度檢測(cè)模塊，LCD1602顯示濕度數(shù)據(jù)，系統(tǒng)配有按鍵電路，可以通過(guò)按鍵實(shí)現(xiàn)手動(dòng)控制。
硬件部分
在對(duì)硬件部分的選擇與調(diào)試中，為保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性與準(zhǔn)確性，原件選擇具體方案如下：
在選擇核心控制芯片時(shí)，考慮到整個(gè)系統(tǒng)中對(duì)于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量不大，系統(tǒng)時(shí)鐘需求量小的問(wèn)題，采用了STC89C52為系統(tǒng)的控制芯片，該芯片價(jià)格低廉、實(shí)用性強(qiáng)，當(dāng)芯片出現(xiàn)故障時(shí)方便維修與更換，軟件程序編譯簡(jiǎn)單、搭載方便符合此次設(shè)計(jì)要求。
濕度采集部分中使用了多個(gè)DHT11濕度傳感器，改傳感器可以保證檢測(cè)整個(gè)農(nóng)田的土壤平均濕度或單位土壤濕度，使單片機(jī)處理濕度數(shù)據(jù)時(shí)擁有更好的選擇方案。
報(bào)警部分實(shí)現(xiàn)的功能主要為當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)數(shù)據(jù)異常或水箱缺水時(shí)發(fā)出警報(bào)，系統(tǒng)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)到持續(xù)異常數(shù)據(jù)時(shí)系統(tǒng)會(huì)判斷某處水管破裂或開(kāi)關(guān)無(wú)法控制，報(bào)警電路會(huì)在故障發(fā)生的同時(shí)發(fā)出警報(bào)并通過(guò)WIFI模塊發(fā)送至互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)。
顯示部分使用了LCD1602顯示屏，在整個(gè)系統(tǒng)中并沒(méi)有太多的數(shù)據(jù)需要顯示，所以在顯示器的選擇上采用了體積小、價(jià)格合理的LCD1602顯示器，該顯示器用于顯示單位土壤濕度、平均土壤濕度和互聯(lián)網(wǎng)連接狀態(tài)。
按鍵部分的設(shè)計(jì)是為了更好地是系統(tǒng)具有完善、便捷的操作方式，用戶可以通過(guò)手動(dòng)按鍵實(shí)現(xiàn)灌溉與停止。
軟件部分中，核心問(wèn)題在于實(shí)現(xiàn)通過(guò)檢測(cè)到的濕度數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)對(duì)灌溉中排水量的控制、系統(tǒng)與互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的交互建立。在對(duì)排水量的控制中，系統(tǒng)單片機(jī)會(huì)存儲(chǔ)種植作物的具體數(shù)據(jù)，并通過(guò)數(shù)據(jù)對(duì)比實(shí)現(xiàn)對(duì)土地濕度的實(shí)時(shí)監(jiān)控與保持。濕度數(shù)據(jù)檢測(cè)程序具有自檢功能，當(dāng)模塊檢測(cè)到的數(shù)據(jù)出現(xiàn)過(guò)高或過(guò)低的異常數(shù)據(jù)時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)忽略并進(jìn)入預(yù)警模式，在預(yù)警模式中若仍持續(xù)檢測(cè)到異常數(shù)據(jù)就會(huì)觸發(fā)警報(bào)信號(hào)，報(bào)警電路就會(huì)啟動(dòng)。在對(duì)互聯(lián)網(wǎng)的連接中使用了WIFI模塊來(lái)建立通訊，通過(guò)使用ONEnet平臺(tái)實(shí)現(xiàn)搭建數(shù)據(jù)展示平臺(tái)，用戶可以通過(guò)手機(jī)或電腦登錄該平臺(tái)，遠(yuǎn)程查看或控制系統(tǒng)。
在此次設(shè)計(jì)中使用了網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)搭建數(shù)據(jù)平臺(tái)，對(duì)系統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)要求減小，可以使整個(gè)系統(tǒng)更好的服務(wù)于農(nóng)業(yè)方面，此次設(shè)計(jì)的智能灌溉控制系統(tǒng)相比于傳統(tǒng)的灌溉方式在設(shè)計(jì)造價(jià)上略高，但實(shí)用性與利水率大大提高，通過(guò)傳感器與單片機(jī)的結(jié)合可以更有效的節(jié)約水資源，物聯(lián)網(wǎng)加入也使整個(gè)系統(tǒng)具有更好的發(fā)展方向。
