缺水已经成为一个世界性的难题，尤其我国的缺水情况更是严重。因此，为了达到节水的目的，需要在农作物的生长过程中采取合理的灌溉方式，提高灌溉用水的利用率，减少灌溉过程中的浪费，这是从根本上解决水资源短缺的手段。通过虚拟仪器、传感器、继电器控制阀和无线通讯建立一个节水的灌溉系统。本文主要研究设计了基于虚拟仪器的灌溉信息系统设计——前端采集与控制节点，重点介绍了系统中所需硬件模块的内部电路及其工作原理。本系统的整个研究想法是通过湿度传感器对农作物生长环境的湿度进行实时的监测与采集，采集到的数据信号经过A/D模数转换，通过CC2530的无线模块发送给路由节点，最后上传到上位机，上位机对接收到的数据进行分析处理。最后把控制信号反馈给采集节点的继电器控制模块，通过对控制信号的判定，最终决定是否要对农作物进行灌溉。基于虚拟仪器的灌溉信息系统设计——前端采集与控制节点通过采集数据、上传数据、接收控制信号可以实现对农作物的合理灌溉，基本符合设计要求。关键词 虚拟仪器，灌溉系统，温湿度传感器，CC2530处理器
目 录
1 引言1
1.1 课题背景及意义1
1.2 灌溉系统的发展现状2
1.3研究的主要内容3
2 灌溉系统的总体设计 3
2.1具体的设计思路 3
2.2采集节点的具体设计方案 4
3采集节点硬件设计5
3.1cc2530介绍 5
3.2 DHT11温湿度传感器 8
3.2.1DHT11温湿度传感器的工作原理 8
3.2.2DHT11温湿度传感器的信号采集 9
3.3继电器模块 11
3.4 OLED液晶显示屏模块 12
4采集节点软件设计13
4.1IAR开发平台的构建13
4.2系统主程序流程图15
4.3土壤湿度判定子程序16
4.4DHT11数据传输子程序17
4.5继电器检测子程序18
4.6OLED显示子程序18
5系统调试19
5.1硬件调试 19
5.2软件调试 20
结论 21 *51今日免费论文网|www.jxszl.com +Q: ￥351916072$ 

致谢 22
参考文献 23
附录一 程序代码 24
1 引言
水是一切生命生长过程、社会进步和经济发展不可或缺的必要自然资源和环境要素。但是由于社会人口的急剧增长、工农业的快速发展以及城市的不断扩建，人类对水资源的需求不断增多，再加上部分地区、公司对水资源的不合理的使用，使得有限的水资源面临严重的短缺问题。当今社会是一个工业快速发展的社会，部分企业为了经济的增长不惜水资源的污染，使水资源短缺的问题进一步恶化。
水资源的短缺现已成为世界性的难题，特别是我国的情况更加严重，由于我国人口基数的庞大，所需要的农业用水也就占了最大的比重。水是日常生活必可不少的一部分，但是，它也是人类和其他生物生长过程中不可或缺的重要物质，是一切生命的源泉。因此，如何在农作物的生长过程中采取合理的灌溉方式也就成了当务之急。本文旨在根据我国国情设计一套可以自行监测土壤湿度的系统，它可以在天气干旱的时候进行灌溉。从而既不影响农作物的正常生长，同时也起到了节水、节能的作用。
1. 1 课题背景及意义
伴随着社会经济的不断进步，人们只注重了经济的单方面增长，反而忽视了环境的变化。目前，全球气候变暖已经变得日益严重，人们在不知不觉中破坏着为人类提供居住的地球环境，河流遭到污染，冰川迅速融化，森林逐渐消减，这些都是人类不断寻求发展所造成的后果。随着世界人口越来越多，所有生物的生存空间正在逐步缩小，一切生命赖以生存的淡水资源也在不断减少，诸多的环境问题无时无刻不在提醒人们在发展科学技术的同时不能对环境造成污染破坏，只有对资源合理的使用才能走得更远。
珍惜用水就是珍惜自己的生命。水是地球上一切生物生长过程中不可缺少的重要元素，地球上淡水的比例只占了百分之三，并且南北两极的冰川水开发使用非常困难，高寒地区的深层地下水也不能加以利用。所以，水资源并不是取之不尽用之不竭的，如果不珍惜利用淡水资源，总有一天水资源会枯竭人类生活将面临挑战。在整个地球的淡水资源中，农作物灌溉用水占了百分之七十的比例、工业发展用水占了百分之二十的比例、日常生活中的用水占百分之十。而我国人口数量巨大，人们生活消费的粮食越来越多，所需要的灌溉水也越多。从而暴露了在灌溉过程中存在的水资源短缺问题，在农业灌溉中有很多地区还使用粗犷的灌溉方式，这不仅浪费了宝贵的淡水资源还不利于农作物的生长。综合以上情况，利用现有的技术理论采取合理的节水灌溉方式可以有效减轻水资源稀少的压力。抛弃以往的灌溉方式，根据不同的地质和农作物采取不同的灌溉方式，我们可以根据土壤的湿度大小来确定是否对农作物进行灌溉，这个设计保证了农作物的正常发育又节约了淡水资源的使用，是未来农作物灌溉的必然趋势。
1. 2 灌溉系统的发展现状
根据有关部门预测，到2050年，世界人口的总数将会从现在的70亿上升为90亿，全球人类对粮食的需求也会大大增加，同时灌溉农作物所需要的淡水量也会不断增加。因此，面对以上问题。要想从本质上解决水资源短缺这一难题就只有开发研究节水灌溉技术。
节水灌溉，顾名思义是要以最少的用水量对农作物进行灌溉，既要保证农作物的正常生长和达到预想的产量，又能节约淡水的使用量。传统的灌溉方式是比较粗犷的，广大农民在缺少技术指导的情况下，往往会大面积的浇水，不但会浪费水资源的使用，反而对农作物的生长和产量都会产生负面的影响。相比较之下，节水灌溉将会成为未来灌溉的首选方法，有着很好的发展前景。
由于我国的节水灌溉技术起步比其他发达国家较晚，但是，就目前水资源短缺的现状，国家已经对这项技术进行了一定的重视，并且取得了一定的效果。我国的喷灌技术起步比较早，滴灌技术在1990年左右发展迅速，滴灌技术的工作方式是对农作物的根部进行灌溉，这样裸露在土壤外面的水就较少，水的蒸发量也相应的减少，大大增加了水资源的利用率。正是因为滴灌的优点，才使得在短短的几十年就和起步较早的喷灌保持在同一水平，并且研究还在不断的进行，滴灌的发展将会很快超越喷灌，成为最普遍的灌溉方式。同时在地下修建灌溉管道进行地下灌溉也渐渐被人们所认可，原因就是减少水资源的蒸发。但也有一定的缺点，就是水的渗透问题，如果技术不成熟、防渗材料选择的不合理将会造成水资源的渗透浪费，值得庆幸的是，随着现代科技的飞速发展，这个问题将很快解决，地下灌溉技术也会慢慢普及开来进入人们的视线。
1.3 研究的主要内容
本文设计了基于虚拟仪器的灌溉信息系统前端采集与控制节点。学习了影响农作物生长的主要因素，以及如何对影响农作物的因素进行数据的采集、A/D转换处理和处理后数据的传输。详细讨论了硬件设备的型号和功能、软件的编程以及开发平台的构建。通过这一系列的工作最终达到节约用水的灌溉目的。本文研究的主要方面如下：

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