摘要：现如今世界各国的农业事业飞速发展，人民生活水平不断提高。然而日益短缺的水资源仍然是制约农业发展的重要因素。世界各国正在努力寻找有效的节水灌溉方法来提高农业生产效率，节约水资源。本文课题所设计的智能滴灌系统则可以满足此需求。其系统时对农作物根部周围土壤湿度进行实时检测，并根据设定值进行比较，从而进行相应的智能滴灌操作。

本课题设计的智能滴灌系统是以AT89C51单片机为核心，系统主要硬件有：土壤湿度传感器、AD转换器、LCD显示、RS485总线技术、水泵、电动机和变频器等组成。本设计主要可以实现在传感器检测农作物根部周围土壤湿度小于设定湿度值时，系统进行自动滴灌，并且同时显示当前湿度值。当湿度值达到设定值时，系统自动停止滴灌。而且此系统非常节约水资源，适合水资源短缺地区投入使用。该系统具有很强的灵活性，操作简单，易维修，具有很好地市场应用前景。

关键词：单片机；湿度传感器；LCD显示；水泵；自动控制

目录

摘要

Abstract

1 绪论-1

1.1 研究背景及意义-1

1.2 国内外智能滴灌系统研究发展现状-1

1.3 研究的主要内容-3

1.4 本章小结-4

2 总体设计方案-5

2.1 系统的总体设计-5

2.2 滴灌技术和主要设备-5

3 智能滴灌系统硬件组成与设计-7

3.1 AT89C51单片机的硬件结构-7

3.1.1 引脚芯片说明-8

3.1.2 单片机的最小系统-8

3.2 湿度采集模块的设计-9

3.2.1 传感器的选型-9

3.2.2 土壤水分检测传感器电路设计-10

3.3 液晶显示模块的设计-11

3.3.1 LCD1602液晶显示模块简介-11

3.3.2 LCD1602的引脚功能和电路连接设计-11

3.4 电磁阀的选型-12

3.5 直流稳压电源的设计-13

3.6 A/D转换电路-13

3.6.1 ADC0809芯片介绍-14

3.7 RS485总线技术-16

3.7.1 RS232与RS485转换电路-17

3.8 Modbus协议-19

3.8.1 Modbus协议的实现-19

3.9 USB串口转换模块-20

3.9.1 CP2102核心芯片简介-20

3.9.2 CP2102接口接线说明-21

3.10 泵、电动机和变频器的选型-21

3.11 电动机和变频器的选型-23

3.12 滴灌系统管道铺设设计-26

3.12.1 管道设计-26

3.12.2管路安装方法-27

3.13 PCB板的制作-28

4 智能滴灌系统软件设计-31

4.1 系统主程序设计流程图-31

4.2 系统子程序设计流程图-32

4.3 传感器程序流程图-32

4.4 LCD1602程序流程图-33

5 总结-35

致谢-36

参考文献-37