基于單片機節(jié)水灌溉系統(tǒng)的設(shè)計（外文翻譯）.doc

淮 陰 工 學(xué) 院畢業(yè)設(shè)計(論文)外文資料翻譯學(xué) 院：電子與電氣工程學(xué)院專 業(yè)：電氣工程及其自動化姓 名：學(xué) 號：外文出處：Proceedings of 2010 International Conference on Remote Sensing (ICRS 2010) Volume(用外文寫)附 件：1.外文資料翻譯譯文；2.外文原文。指導(dǎo)教師評語： 該同學(xué)能夠結(jié)合研究課題選擇文獻(xiàn)進(jìn)行翻譯,聯(lián)系較緊密。譯文基本忠實于原文，表達(dá)較準(zhǔn)確，文字較規(guī)范?；痉贤馕姆g的質(zhì)量要求。2013年3月15日簽名： 注：請將該封面與附件裝訂成冊。附件1：外文資料翻譯譯文基于STC89C52單片機智能節(jié)水灌溉控制系統(tǒng)摘要-灌溉系統(tǒng)的自動化水平代表了國家的農(nóng)業(yè)發(fā)展的水平，而中國目前的自動化水平，顯示了農(nóng)業(yè)發(fā)展水平很低。本文構(gòu)立了基于STC89C52單片機的控制模型。該系統(tǒng)采用了PC機之間的通信單片機控制系統(tǒng)和單片機控制閥開關(guān)，以達(dá)到節(jié)水的目的。關(guān)鍵詞：單片機；節(jié)水灌溉；控制一 引言關(guān)于中國節(jié)水灌溉自動化研究是在初始階段，并且自動化程度低。自動灌溉的控制系統(tǒng)還處于研究和試驗階段。在中國，雖然有各種各樣的灌溉控制器，但大多數(shù)他們都是小規(guī)模的，有限的實驗和理論研究開發(fā)的產(chǎn)品是昂貴的。農(nóng)民知道這些產(chǎn)品可以節(jié)省能源水和增加生產(chǎn)，但一次性投資太多了。大多數(shù)農(nóng)民負(fù)擔(dān)不起，所以它不能被廣泛應(yīng)用。本文選取灌溉節(jié)水技術(shù)，根據(jù)作物需水量，土壤條件和其他因素，做到及時和適當(dāng)?shù)目茖W(xué)的灌溉量，從而達(dá)到科學(xué)、合理的使用水灌溉的量。本系統(tǒng)通過控制灌水量和時間研究一套便宜、使用方便的節(jié)水灌溉控制系統(tǒng)。二 工作原理和總體結(jié)構(gòu)1 工作原理該系統(tǒng)對土壤濕度的實時檢測通過微機系統(tǒng)分析，然后測試PC機的值。PC機量的計算用于灌溉的土壤，將灌溉量灌溉時間，然后將時間值輸入單片機。單片機系統(tǒng)控制電磁閥的開關(guān)閉合，實現(xiàn)定時定量灌溉土壤。PC機控制單片機的數(shù)目，實現(xiàn)灌溉不同對象之間的區(qū)別。所需的灌溉量的計算灌區(qū)，土壤容重，土壤浸濕了的深度，土壤的持水能力，田間灌溉前和灌溉后土壤中的水分。其中，土壤容重，也被稱為“土壤假密度”，是沒有土壤破壞的單位體積的自然的結(jié)構(gòu)的重量，在2克/立方厘米通常。土壤保持能力，也被稱為水的能力，包括水和毛細(xì)管水的吸收（部分吸收和利用根系都稱為毛細(xì)管水）。土壤浸濕了的深度是一個一次性的潮濕的土壤的灌溉深度，其值根據(jù)不同的作物而不同。一定面積的灌水量計算如下：Q = SPD（FWC SM ）其中，Q灌溉量，單位：立方米；S灌溉面積，單位：平方米；P土壤容重，單位：克/立方厘米；D要求土壤濕潤深度，單位：m；FWC預(yù)灌溉土壤持水能力場；SM土壤水分的電流值。在計算灌溉量，根據(jù)水的流速，管的橫截面面積和數(shù)量噴嘴，我們可以計算出所需的時間灌溉。計算公式如下：T = Q /（VSN）其中，V水的流速，單位：米/秒；S管的橫截面積，單位：平方米；N噴嘴的數(shù)量。不同的目標(biāo)，也可以使用不同的控制策略。2 整體結(jié)構(gòu)使用PC的串行端口（或usb-232串行線）實現(xiàn)與單片機的通信控制的單片機系統(tǒng)，控制系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)如圖1。圖1. 灌溉系統(tǒng)的總體框架 因為奴隸的機器都是一樣的微機系統(tǒng)采用了STC89C52芯片為核心，所以本文介紹了一個單片機系統(tǒng)。這設(shè)計了一套單片機的通信PC機。單片機接收控制策略由PC機發(fā)送到控制閥。該控制系統(tǒng)如圖2所示。圖2.微機控制系統(tǒng)三 控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計微機控制系統(tǒng)由單片機最小系統(tǒng)，電源保護電路，濕度采集電路等組成。1 單片機最小系統(tǒng)單片機最小系統(tǒng)包括主控制器STC89C52，時鐘電路和復(fù)位電路，具體如圖3所示。 圖3.單片機最小系統(tǒng)2 電路功率顯示器的現(xiàn)狀與保護該系統(tǒng)設(shè)計了一個簡單的過電流保護濾波電路?？傠娫淳€串聯(lián)一個熔斷器防止過流燒壞電路，濾波電路可以提高單片機抗干擾能力；此外，在平行線連接的發(fā)光二極管顯示電源的工作狀態(tài)。該電路如圖4所示。 圖4電路功率顯示器的現(xiàn)狀與保護3 數(shù)據(jù)采集電路為了轉(zhuǎn)換成數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的濕度值可以通過單片機處理，本系統(tǒng)選擇TLC1543作為A/D轉(zhuǎn)換芯片。優(yōu)化設(shè)計是一個多通道、低價格的ADC的美國產(chǎn)德州儀器公司。它采用串行通信接口，具有多輸入通道，節(jié)省成本提高效益。這接口與微控制器，可廣泛應(yīng)用于各種數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。TLC1543能夠捕獲9種模擬信號，這是一個10位開關(guān)電容逐次逼近。信號采集電路示于圖5。 圖5 數(shù)據(jù)采集電路4 報警電路當(dāng)土壤水分值太高或太低我們應(yīng)該報警。本文設(shè)計了一個簡單的聲音和光線報警電路，利用蜂鳴器的聲音和閃爍的LED燈光報警。該電路如圖6所示。 圖6 聲、光報警模塊電路5 STC89C52單片機與PC機的串行通信接口電路 PC機與單片機之間的通信采用異步串行通信標(biāo)準(zhǔn)。界面標(biāo)準(zhǔn)的串行總線標(biāo)準(zhǔn)RS-232由美國電子工業(yè)宣布協(xié)會規(guī)定。PC的COM端口的輸入和輸出是RS-232C電平，當(dāng)STC89C52串口的輸入和輸出是TTL水平，因為TTL電平和RS-232C電平不兼容，我們需要電平轉(zhuǎn)換。電平轉(zhuǎn)換芯片選用MAX232芯片，它是由公司發(fā)明，包括雙向接收器和驅(qū)動器IC芯片。它的內(nèi)部有一個電源電壓轉(zhuǎn)換器，需要+ 5 V電源，啟用TTL電平轉(zhuǎn)換到RS-232水平，并使RS-232電平與TTL電平轉(zhuǎn)換，易用。該電路如圖7所示。 圖7 串口通信電路四 軟件設(shè)計1 計算機程序設(shè)計PC機操作終端和信息系統(tǒng)的控制中心。該系統(tǒng)采用VB6.0在WindowsXP環(huán)境計算。三接口設(shè)計：歡迎和工作狀態(tài)監(jiān)測接口，控制對象設(shè)置界面和灌溉系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置界面。我們也可以設(shè)計一個信息庫中記錄的信息控制對象。PC機的主程序流程圖所示圖8。 圖8 主機的主程序流程圖最重要的是接口參數(shù)和技術(shù)參數(shù)設(shè)置界面，通過設(shè)置參數(shù)MSComm控件來實現(xiàn)串行通信PC機與單片機之間的聯(lián)系。比如說噴灌灌溉土地需要10，土壤水分的深度1m，田間持水量的0.23和土壤水分值轉(zhuǎn)移到0.15。根據(jù)方程（1）和方程（2）可以計算出它的灌溉量和灌溉灌水時間。該界面如圖9所示。 圖9 以水果為灌溉量和灌溉為例時間計算接口2 單片機程序設(shè)計 單片機軟件編程設(shè)計包括：主程序設(shè)計，采樣子程序的設(shè)計，數(shù)據(jù)處理子程序設(shè)計，報警子程序設(shè)計，串口通信子程序設(shè)計等。單片機主程序流程圖如圖10所示。 圖10 單片機主程序流程圖五 總結(jié)該系統(tǒng)實現(xiàn)了精確的灌溉量和灌溉時間，達(dá)到節(jié)約能源的目的。供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計。它易于使用，成本低，靈活，易于操作而且非常可靠，因此很有可能被廣泛應(yīng)用到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中來。 參考文獻(xiàn)1 /itemdate2 百度百科3 Zhang junmo，單片機中級教程-原理與應(yīng)用（第二版），北京航空航天