摘 要

土壤湿度是作物生长发育的基本条件。实时了解土壤的湿度信息对于作物的生长控制有着非常重要的意义,这不仅关乎着作物的长势，也关乎着农户的收益，并且了解土壤湿度信息也可更好的利用水资源，避免水资源的大量浪费。所以实时有效地监测土壤里的湿度信息显得尤为重要。并且对于某一大面积的土壤来说，其每个位置的土壤湿度不同，作物的需水量也不一样。这也就要求需要大面积定点改变土壤湿度，从而使整块的土壤湿度达到一个适合作物生长的状态。基于此，采用分布式的检测机制来实时监测土壤湿度有极大的必要性。本次设计是基于Zigbee无线传输技术为核心的检测系统,用抗腐蚀土壤湿度传感器YL69采集土壤湿度数据,使用LCD屏显示测得数据。本设计能够实现对土壤湿度的分布式实时检测并显示。每个传感器都可以分别单独设置传感器阈值，以便更好的对土壤湿度进行分布式实时检测。

关键词: Zigbee技术;LCD显示;湿度采集;无线传输；CC2530

Abstract

Soil moisture is the basic condition for crop growth and development. Real-time understanding of soil moisture information is very important for crop growth control. It is not only related to crop growth, but also related to the income of farmers. Understanding soil moisture information can also make better use of water resources and avoid a lot of waste of water resources. Therefore, real-time and effective monitoring of soil moisture is particularly important. And for a large area of soil, the soil moisture at each location is different, and the water demand of crops is also different. This also requires a large area of fixed-point changes in soil moisture, so that the whole soil moisture to a suitable state for crop growth. Therefore, it is necessary to use distributed detection mechanism to monitor soil moisture in real time. This design is based on Zigbee wireless transmission technology as the core of the detection system, using anti-corrosion soil moisture sensor YL69 to collect soil moisture data, using LCD screen to display the measured data. This design can realize the distributed real-time detection and display of soil moisture. A single sensor threshold can be set to realize distributed soil moisture detection.

Key word：Zigbee technology; LCD display; Humidity collection; Wireless transmission; CC2530

目录

第1章 绪论 1

1.1 课题研究背景 1

1.2 目的及意义 1

1.3 国内外发展现状 2

1.3.1 国内现状 2

1.3.2 国外现状 2

第2章 分布式系统设计 4

2.1 主控机的选择 4

2.1.1 STC89C52简介 4

2.1.2单片机最小系统 5

2.2 土壤湿度传感器选择 6

2.3显示模块 7

2.4 ZigBee模块 8

第3章 系统电路设计 10

3.1系统整体结构 10

3.2 从控模块电路 10

3.2.1土壤湿度采集电路 10

3.2.2从机控制单元 11

3.3主控模块电路 12

3.3.1液晶显示电路 12

3.3.2报警电路 12

3.3.3 主机控制单元 12

第4章 系统软件设计 14

4.1 软件设计原理 14

4.2 上位机软件设计 14

4.3各功能模块软件设计 16

第5章 系统调试 18

结语 24

参考文献 25

致谢 27

附录A 电路图 28

附录B 程序 29

第1章 绪论

1.1 课题研究背景

随着当今社会的不断发展，人们越来越重视农业的发展，也更加重视农作物的品质，保障了农作物的品质才能更好地保障人们的身体健康，在影响作物的众多因素中，土壤水分具有十分重要的意义，采集农田土壤水分信息变得越来越重要。土壤含水率是地表和大气之间通过蒸发的方式进行能量和水分交换的主要控制因子，影响着农田的土壤湿度，在相当大的程度上影响农作物的生长发育状况。目前市场上的湿度检测系统大多数采用的是有线数据采集及传输，这种检测方式的缺点是安装和布线十分繁琐并且工作量巨大，组网复杂，系统设备移动性差以及成本过高，无法实时进行精确高效的检测，甚至在有些复杂地域很难实现对土壤湿度的实时检测。无线传感器网络是一种集信息采集，处理和无线传输于一体的先进检测技术，在众多领域都有应用。

1.2 目的及意义

众所周知，由于世界上很多地方的水资源污染严重，全世界淡水资源越来越稀缺,不仅供人们日常生活利用的水资源变得很少，而且在农业上，水资源也利用的很不充分，造成了极大的浪费，农业合理有效的利用好水资源已成为农业灌溉技术的一个重点话题。在国内,农业方面的灌溉用水占淡水使用量比例很大一部分,据有关数据显示,合理高效的节水灌溉技术可以有效节水30%~60%,鉴于此,借助于先进的科学技术来实现现代农业信息化、自动化、网络化,实行自动化灌溉系统、发展节水灌溉技术势在必行。对于土壤湿度的检测以及控制在当前农业自动化灌溉技术中有着非常重要的意义,这已成为当前农田领域研究的热点问题。

土壤湿度这一参数对农作物的生长有着极为重要的影响，只有保证农作物在合适的湿度范围内，植物才能更好的生长发育，才能育出具有良好品质的农产品，才能保障人们的身体健康。在植物的成长过程中,土壤湿度有着非常关键性的作用,并且针对不同的植物,对土壤的水分需求是不同的。土壤湿度值不仅直接影响作物对营养物质的吸收和植物的生长发育,同时还在很大程度上影响着土壤中各种化学元素的的有效性。当土壤湿度不适合作物生长发育时,不仅严重影响其正常生长,严重的的话甚至会导致种植品死亡,造成种植户的严重经济损失，既浪费了人力物力，也浪费了财力。泥土的湿度值是农作物生长发育的基本条件和作物产量预估的一项重要参数。所以精确高效的获取土壤湿度信息以制定人工干预调节措施是稳固生产的重要保证,对于土壤湿度的研究也具有重要意义。实时有效地监测土壤湿度信息显得尤为重要。并且对于某一大面积的土壤来说，其每个位置的土壤湿度是不一样的，所以其作物的需水量也是不一样的。这也就要求需要大面积定点改变土壤湿度，从而使整块的土壤湿度达到一个适合作物生长的状态。对此而言，采用分布式的检测机制来实时监测土壤湿度有极大的必要性。

1.3 国内外发展现状

1.3.1 国内现状

历经多年，我国结合先进的灌溉技术和湿度检测手段，已经形成了多种灌溉技术。 随着信息化技术、电子技术等科学技术的发展，灌溉技术也越来越智能化，先进化。此外，节水灌溉技术的自动化得到了很大的发展和完善。