论文总字数：47009字

摘 要

农业是国民经济的重要组成部分，是民生的根本。由于我国农业的劳力、水资源等消耗大，且现代化水平不高，水资源缺乏，使农业的发展受到很大影响。而无线农田灌溉系统有益于解决这些问题，具有重要的应用价值。

本文设计了无线农田灌溉系统，系统采用无线传输技术，分主机和从机两个部分。从机主要由湿度传感测量模块、单片机处理模块、无线发送模块和报警灌溉模块组成；主机主要由无线接收模块、单片机处理模块、报警模块和显示模块构成。两个部分分工合作，从机主要进行测量，而主机主要进行监控。系统在监测湿度的基础上，还可以进行湿度调节。设计分硬件和软件两部分，二者结合才能完成整个系统的功能。

设计完成后，经过实验验证，达到了预期的效果，说明了本设计的合理性和可行性。

关键词：无线传输 湿度监测 传感器 单片机 农业灌溉

The Design of Wireless Irrigation System for Farmland

Abstract

Agriculture is an important part of national economy, and it Is the foundation of the people's livelihood. It needs a lot of labor and water for agriculture. Besides, the low level of agricultural modernization, and our lack of water resource, these limit the development of Chinese agriculture. these problems can be solved by the design of wireless irrigation system for farmland . And the design can be put into actual use.

A wireless irrigation system is introduced in this paper , and wireless transmission technology is used in the system. And it is divided into two parts, the master and slave. The slave is mainly composed of a humidity measurement module, SCM(Single Chip Microprocessor) processing module, wireless transmission module and alarm and irrigation module. The host system is mainly composed of SCM processing module, wireless transmission module, alarm module and display module. The work is shared by the two parts. The slave is mainly used to measure, and the master is mainly used to monitor. The system can be used to monitor the humidity, based on it, can also be used for humidity control. The design it is divided into two parts, software and hardware design. The entire system is completed by combination of the two .

After the design , it was put into actual use .And it achieved all the results. It shows the rationality and feasibility of this design.

Keywords: Wireless transmission; Humidity monitoring; Sensor; Single Chip Microprocessor; Agriculture irrigation

目 录

摘要 I

ABSTRACT II

第一章 绪论 1

1.1 课题背景 1

1.1.1 无线农田灌溉的必要性 1

1.1.2 无线农田灌溉的优点 1

1.2 国内和国外的研究现状及发展趋势 2

1.2.1 国外发展现状 2

1.2.2 国内发展现状 3

1.2.3 发展趋势 4

1.3 本课题的主要研究工作 4

第二章 系统整体设计方案 5

2.1 系统方案 5

2.2 系统主要器件选择 6

2.2.1 单片机的选择 6

2.2.2 无线模块的选择 6

2.2.3 测量器件的选择 7

2.2.4 电磁阀的选择 8

2.2.5 其他器件的选择 9

2.3 系统整体结构设计 11

2.3.1 总体硬件结构 11

2.3.2 系统整体工作原理 11

第三章 系统主站的硬件设计 12

3.1 单片机模块的硬件设计 12

3.1.1 STC89C52的简介 12

3.1.2 STC89C52的主要特性 12

3.1.3 STC89C52的管脚及最小系统 13

3.1.4 单片机的电路设计 14

3.2 无线模块的硬件设计 15

3.2.1 NRF24L01简介 15

3.2.2 NRF24L01工作原理 15

3.2.3 NRF24L01工作模式 15

3.2.4 NRF24L01的引脚功能 16

3.3 显示模块的硬件设计 17

3.3.1 LCD1602显示屏简介 17

3.3.2 LCD1602主要技术参数 17

3.3.3 LCD1602的引脚功能 17

3.4 报警模块的硬件设计 18

3.4.1 蜂鸣器的结构原理 19

3.4.2 蜂鸣器与单片机的连接 19

3.5 系统主站的整体硬件设计 20

第四章 系统子站的硬件设计 21

4.1 数据采集模块的硬件设计 21

4.1.1 DHT11简介 21

4.1.2 DHT11的主要特性与参数 21

4.1.3 DHT11的实际应用 22

4.1.4 DHT11与单片机的连接 23

4.2 灌溉模块的硬件设计 23

4.2.1 实际应用中的电路设计 23

4.2.2 实验中的灌溉电路设计 24

4.3 其他模块的硬件设计 24

4.4 系统子站的整体硬件设计 25

第五章 系统主站的程序设计 26

5.1 开发软件介绍 26

5.1.1 开发环境介绍 26

5.2 单片机模块的程序设计 27

5.3 无线模块的程序设计 29

5.4 显示模块的程序设计 29

第六章 系统子站的程序设计 31

6.1 测量模块的程序设计 31

6.2 单片机模块的程序设计 32

6.3 无线模块的程序设计 33

第七章 调试与验证 35

7.1 调试 35

7.1.1 烧录软件介绍 35

7.2 验证 36

总结与展望 39

参考文献 41

致 谢 44

附录一 电路原理图 45

附录二 PCB版图 46

附录三 实物图 47

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