一种基于单片机的智能农田灌溉控制系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于单片机的智能农田灌溉控制系统，包括单片机单元、以及分别与单片机单元连接的水位检测单元、电机单元和控制终端；单片机单元包括单片机、以及分别与单片机电性连接的控制按钮、液晶显示模块、无线传输模块、时钟模块和报警模块。本实用新型专利技术的有益效果：1、用户设定农田水位的上限和下限数值，通过超声波传感器HC‑SR04即时测量农田水位，当所测的水位低于设定值下限时，操控水泵进行自动灌溉，当所测的水位高于设定值上限时，操控水泵进行抽水，保障农田水位处于正常区间；2、用户通过控制终端进行远程监控，依据农作物的自然生长规律进行调节，节省灌溉用水的同时，保障植物的正常生长。

【技术实现步骤摘要】
一种基于单片机的智能农田灌溉控制系统
本技术涉及农业灌溉
，尤其是涉及一种基于单片机的智能农田灌溉控制系统。
技术介绍
在农作物种植中，需要对农作物进行灌溉，从而促进农作物的生长，为农作物补充生长过程中需要的水分。目前，传统的灌溉方式大多通过农民田间经验，甚至是大水漫灌的方式，耗时费力，针对性差，并且容易导致植物根层无机氮的流失，导致植物发病率大大提高，生长受限，甚至死亡。
技术实现思路
本技术的目的在于克服上述技术不足，提出一种基于单片机的智能农田灌溉控制系统，解决上述
技术介绍
中提及的问题。。本技术采用的技术方案提供一种基于单片机的智能农田灌溉控制系统，包括：单片机单元、以及分别与所述单片机单元连接的水位检测单元、电机单元和控制终端；所述单片机单元包括单片机、以及分别与所述单片机电性连接的控制按钮、液晶显示模块、无线传输模块、时钟模块和报警模块；所述水位检测单元为超声波传感器HC-SR04；所述电机单元包括电机控制模块、以及分别与所述电机控制模块连接的第一水泵和第二水泵；所述控制终端与所述单片机单元无线连接。本技术的有益效果包括：1、用户设定农田水位的上限和下限数值，通过超声波传感器HC-SR04即时测量农田水位，当所测的水位低于设定值下限时，操控水泵进行自动灌溉，当所测的水位高于设定值上限时，操控水泵进行抽水，保障农田水位处于正常区间；2、用户通过控制终端进行远程监控，依据农作物的自然生长规律进行调节，调整农田水位上下限的数值，节省灌溉用水的同时，保障植物的正常生长。附图说明图1为本技术的控制示意图；图2为本技术中单片机AT89C51的示意图；图3为无线传输模块NRF24L01与单片机AT89C51的部分连接结构示意图；图4为本技术中时钟模块中的时钟电路的电路图；图5为本技术中时钟模块中的复位电路的电路图；图6为本技术中超声波传感器HC-SR04的部分结构示意图；图7为本技术中的超声波检测流程图；附图中：1、单片机单元，2、水位检测单元，3、电机单元，4、控制终端，11、单片机，12、控制按钮，13、液晶显示模块，14、无线传输模块，15、时钟模块，16、报警模块，31、电机控制模块，32、第一水泵，33、第二水泵，121、第一控制按钮，122、第二控制按钮，123、第三控制按钮，124、第四控制按钮，125、第五控制按钮，126、第一LED指示灯，127、第二LED指示灯。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。请同时参阅图1-7，本技术采用的技术方案提供一种基于单片机的智能农田灌溉控制系统，包括单片机单元1、以及分别与单片机单元1连接的水位检测单元2、电机单元3和控制终端4。单片机单元1包括单片机11、以及分别与单片机11电性连接的控制按钮12、液晶显示模块13、无线传输模块14、时钟模块15和报警模块16。单片机11为单片机AT89C51，单片机11上的P0接口(P0.0、P0.1、P0.2、P0.3、P0.4、P0.5、P0.6、P0.7引脚)用于连接液晶显示模块13，单片机11上的P1接口(P1.0、P1.1、P1.2、P1.3、P1.4、P1.5、P1.6、P1.7引脚)用于连接控制按钮12，单片机11上的P2接口(P2.0、P2.1、P2.2、P2.3、P2.4、P2.5、P2.6、P2.7引脚)用于连接无线传输模块14，单片机11上的P3接口(P3.0、P3.1、P3.2、P3.3、P3.4、P3.5、P3.6、P3.7引脚)用于连接报警模块16、水位检测单元2和电机单元3。控制按钮12包括第一控制按钮121、第二控制按钮122、第三控制按钮123、第四控制按钮124和第五控制按钮125，其中第一控制按钮121用于控制单片机11的开启和关闭，第二控制按钮122用于操控闭环控制模式和开环控制模式的切换，第三控制按钮123用于设置水位和时钟模块15，第四控制按钮124用于控制水泵对水田加水，第五控制按钮125用于控制水泵对水田抽水。单片机单元1上还设置有第一LED指示灯126和第二LED指示灯127。于本实施例中，用户设置农田水位的上限和下限，当农田水位位于上限值和下限值之间时，水位正常，第二控制按钮122切换到闭环控制模式，当农田水位超过上限值或低于下限值时，第二控制按钮122切换到开环控制模式。当水位低于下限值时，电机单元3中的水泵向农田灌溉，同时第一LED指示灯126上的绿灯亮起，且报警模块16启动，提醒用户水位过低，灌溉一段时间后，农田水位上升，当水位达到正常值时，水泵停止灌溉；当遇到雨季水位超过上限值时，电机单元3中的水泵进行抽水，同时第二LED指示灯127上的红灯亮起，且报警模块16启动，提醒用户水位超过上限，抽水一段时间后，农田水位下降，当水位达到正常值时，水泵停止运行。液晶显示模块13采用显示屏LCD1602，液晶显示模块13用于显示单片机11上的信息。单片机AT89C51将接采集的信号进行识别，经过模数转换器进行数据处理后，将其与初始输入的设定值进行比较后输出相应的高低电平，然后在显示屏LCD1602上显示。显示屏LCD1602的数据/命令端口和使能端口分别与单片机11连接，当选择数据寄存器的时候单片机11输出信号为高电平，选择指令寄存器时单片机11输出信号为低电平。无线传输模块14采用NRF24L01。当无线传输模块14用于发射数据时，先通过配置寄存器将NRF24L01配置为发射模式，并且开启自动应答功能，首先将CSN配置为低电平，CE配置为保持在10μs以上的高电平，延迟130μs后NRF24L01开始自动发送数据，在发射数据后NRF24L01立即开始接收应答信号。如果接收到应答信号，TX_D置为高电平，TX_PLD从TXFIFO中被清除；如果没有接收到应答信号，就自动重新发送该数据，当重新发送次数(ARC)达到最大值时，MAX_RT变为高电平，TXFIFO中数据被保留下来以便下次重新发射；当MAX_RT或TX_DS被配置为高电平时，IRQ变为低电平，从而产生一个中断到单片机11。当无线传输模块14用于接收数据时,先通过配置寄存器将NRF24L01配置为接收模式，在延迟130μs后进入接收数据状态，当NRF24L01检测到有效的地址和CRC时，该数据就会被存储在RXFIFO中，中断标志位RX_DR置为高电平，IRQ变为低电平从而产生一个中断来通知单片机11获取数据。请同时参阅图4和图5，时钟模块15上设置有时钟电路和复位电路。单片机AT89C51上设置有内部振荡器，该内部振荡器的输入端和输出端引脚分别为XTAL1和XTAL2。图4表示外接晶振YI与电容(C1和C2)构成并联谐振电路，两个电容C1和C2的电容值均为30pF，晶振频率为12MHz。图5表示复位电路，复位电路与单片机11上的RST引脚连接，当用户通过外部电路使得RST引脚为高电平时，复位电路可以使单片机11复位，单片机11从初始状态开始工作。在本技术方案中中，我们通过外部复位电路的电容C充电来本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于单片机的智能农田灌溉控制系统，其特征在于，包括：单片机单元、以及分别与所述单片机单元连接的水位检测单元、电机单元和控制终端；所述单片机单元包括单片机、以及分别与所述单片机电性连接的控制按钮、液晶显示模块、无线传输模块、时钟模块和报警模块；所述水位检测单元为超声波传感器HC‑SR04；所述电机单元包括电机控制模块、以及分别与所述电机控制模块连接的第一水泵和第二水泵；所述控制终端与所述单片机单元无线连接。

【技术特征摘要】
1.一种基于单片机的智能农田灌溉控制系统，其特征在于，包括：单片机单元、以及分别与所述单片机单元连接的水位检测单元、电机单元和控制终端；所述单片机单元包括单片机、以及分别与所述单片机电性连接的控制按钮、液晶显示模块、无线传输模块、时钟模块和报警模块；所述水位检测单元为超声波传感器HC-SR04；所述电机单元包括电机控制模块、以及分别与所述电机控制模块连接的第一水泵和第二水泵；所述控制终端与所述单片机单元无线连接。2.如权利要求1所述的一种基于单片机的智能农田灌溉控制系统，其特征在于，所述单片机为AT89...

【专利技术属性】
技术研发人员：江玲，
申请(专利权)人：湖北理工学院，
类型：新型
国别省市：湖北,42