基于单片机的智能灌溉系统毕业设计

摘要

水是一切生命过程中不可替代的基本要素，水资源是国民经济和社会发展的重要基础资源。我国是世界上13个贫水国之一，人均水资源占有量只有世界人均水平的l/4。生产和生活占了大量用水。其中农业灌溉用水占全国年总用水量的67％左右，是节水潜力最大的领域。改变农业灌溉方式是节约农业用水的主要途径。农业灌溉方式中，滴灌是目前最为有效的一种。

本设计包括硬件电路设计和软件设计两部分。硬件电路部分主要包括时钟电路设计，复位电路设计，报警电路设计，土壤湿度传感器的选用，主控单片机的选用，数据存储电路和数据采集电路的设计，LED显示部分和串行通信的设计。单片机选用AT89C51；数据存储电路采用外部静态数据存储器6264；数据采集电路采用A/D转换器AD574实现数据转换；设计的显示部分采用6位LED 显示，74LS138实现其位选，CD4543实现其段选。土壤湿度传感器将采集到的数据送入A/D转换器AD574，数据存储到外部静态数据存储器6264，最终由LED 显示部分显示，读出数据。软件部分包括对主程序、数据采样子程序、数据处理子程序、显示子程序的简单设计。本设计的本系统的硬件电路结构简单、系统的可靠性高

关键词：农业灌溉；单片机；传感器；A/D转换；LED显示

Abstract

Water is the essential basic factor for all lifecycles. water resource is the important basic resource for social economics and society development. China is one of the 13 countries in the world which have the shortage problem with water resource. the average water distribution is only a quarter of the world. Production industry and every day life usages have taken up the major part of water usage. Agricultural industry uses up about 67% of the total water resource and it is the major stream for water saving. Making changes to the ways of agricultural industry water usage is the main direction of saving agricultural water usage. Drip irrigation is the most effective technique currently in agricultureal irrigation.

This design includes hardware ciruit design and software design.In this topic, the hardware circuit design includes clock circuit design, reset circuit design, alarm circuit design, the selection of soil dampness detectors, the selection of single chip microcomputer, data detection and store design, LED monitor part and serial communication circuit design. Single chip uses AT89C51; data storage circuit uses external stable data storage 6264; data detection circuit uses A/D converter AD574 to achieve the conversion; the display part of the design uses six digits LED monitor, 74LS138 achieves position selection, CD4543 achieves interval selection. Soil dampness detector will transfer detected data to A/D converter AD574; data is stored to external stable data storage space 6264, in the end, the LED monitor displays parts of the data for interpretation. Software includes the design of main program, data detection subprogram, data interpretation subprogram,and data display subprogram designs. The hardware design has advantage in a simple circuit, and high reliability of the program.

Keywords: agricultural irrigation;single chip;detector;A/D converter;LED monitor

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指导教师评阅书

评阅教师评阅书

教研室（或答辩小组）及教学系意见

目录

摘要 (1)

Abstract (2)

第1章引言 (1)

1.1农业自动灌溉 (1)

1.2国内、外灌溉现状及发展趋势 (2)

1.3课题研究目的及主要内容 (3)

第2章农业节水灌溉系统 (5)

2.1滴灌原理概述 (5)

2.2土壤湿度传感器 (8)

2.3模糊控制 (9)

第3章基于MCS-51单片机的农业灌溉系统的硬件电路设计 (11)

3.1单片机选型 (11)

3.2时钟电路 (14)

3.3复位电路 (14)

3.4A/D转换电路 (15)

3.5数据存储电路 (18)

3.6LED显示电路 (19)

3.7串行通信电路 (23)

3.8报警电路 (25)

第4章基于MCS-51单片机的农业灌溉系统软件设计 (27)

4.1系统主程序设计 (28)

4.2数据采集子程序 (31)

4.3数据处理子程序 (32)

4.4数据显示子程序 (33)

4.5数据通信子程序 (35)

第5章结论 (37)

参考文献 (38)

致谢 (39)

附录 (40)

第1章引言

1.1 农业自动灌溉

水资源紧缺是中国的基本国情，特别是北方地区严重缺水，人均水资源量只占全国人均水平的1/4，水资源、土地资源、经济社会发展的布局严重失衡，生产和生活用水不断增长大量挤占了自然生态用水，已使黄河断流、华北地区地下水位大幅度下降、生态环境急剧恶化，水资源短缺已成为地区可持续发展的重要制约因素。解决北方地区缺水有多种途径，但立足点应放在节约用水上，要建设节水型社会、节水型城市、发展节水型产业，不论居民生活、城市发展，还是各项经济活动都要厉行节水，提高水的利用效率和效益。

我国农业灌溉用水占全国年总用水量的67％左右，是用水大户，也是节水潜力最大的领域，节约灌溉用水对我国实施可持续发展战略具有重要意义。因为：第一、农田灌溉耗水量最多，约占全国总耗水量的2/3，北方地区更是高达80%左右，节约灌溉用水可有效缓解水的供需矛盾；第二、目前农田灌溉无效耗水的比重很大，发展节水灌溉不仅可以减少无效耗水、提高作物产量，同时还能减少土地盐渍化危害和面源污染，改善生态问题，一举多得[1]。

因而，解决农业灌溉用水的问题，对于缓解水资源的紧缺是非常重要的。在灌溉领域合理地推广自动化控制，不仅可以提高资源利用率，缓解水资源日趋紧张的矛盾，还可以增加农作物的产量，降低农产品的成本。灌溉系统的自动化水平较低，这也是制约我国高效农业发展的主要原因。以色列、日本、美国等一些国家已采用先进节水灌溉制度。由传统的充分灌溉向非充分灌溉发展，对灌区用水进行监测预报，实际动态管理。采用传感器来监测土壤的情况和农作物的生长，实现水管理的自动化。高效农业和精细农业要求我们必须提高水资源的利用率。要真正实现水资源的高效，仅凭单向节水灌溉是不可能实现的。必须将水源开发、输配水、灌水技术和降雨、蒸发、土壤情况和农作物需水规律等方面统一考虑。做到降水、灌溉水、土壤水和地下水联合调用，实现按期、按需、按量自动供水。

自动灌溉技术在发达国家，特别是大面积种植或缺水地区极其适用。按灌溉方式分为喷灌、地面灌、微灌等。微灌又分为滴灌、微喷灌、涌泉灌、地下渗灌。自动灌溉将充分发挥现有的节水设备的作用，优化调度，提高效益；通过自动控制节水技术的应用，更加节水节能，降低灌溉成本，提高灌溉质量；使灌溉更加科学、方便，提高管理水平；研制和推广节水灌溉控制新技术是实现农业现代化的需要[2]。

1.2 国内、外灌溉现状及发展趋势

地面灌溉技术研究方面，水平畦灌、阶式水平畦灌的研究不断深入，传统的畦灌、沟灌也由过去单纯研究灌水技术要素对灌水均匀性、水分深层渗漏的影响，转向综合研究灌水技术要素对土壤水肥运移、对水肥淋失的影响；同时，开发了膜上灌等新型灌水技术，并得到较大面积推广。水平畦灌是田面非常平整条件下的畦灌，要求供水流量大、土地平整精度高，必须在进行大地测量后，采用激光平地技术。该技术在美国等发达国家被称为是地面灌溉最重要的进展之一。波涌灌溉利用了致密层在发展中不断减小田面糙率与土壤入渗特性这一客观规律，逐次为以后各周期的灌溉水流创造了一个加速水流推进与提高减渗效果的新接口。浑水波涌灌溉则是利用含沙量较高的水进行波涌灌溉，能够起到更加明显的效果。

在喷、技术研究方面，国外一直非常重视喷灌水肥需求规律及水肥耦合高效利用方面的研究，施肥灌溉应用十分普遍。在微灌水肥高效利用方面，以色列、美国、荷兰等国家对不同作物的施肥灌溉制度和微灌施肥灌溉专用液体肥料进行了20～30年的研究，取得了丰富的成果，已经研制出了针对多种经济作物水肥高效利用的专家管理系统。我国从20世纪70年代起，就针对微灌开始了研究和试验示范工作，开展了微灌条件下的土壤水分与溶质运移规律、日光温室和大田经济作物的灌溉制度、水肥耦合模式、滴灌施肥技术等研究工作。在喷微灌设备方面，对注肥设备的研制取得了可喜的进展，但对滴灌施肥灌溉条件下养分的运移以及施肥灌溉系统运行参数几乎没有涉及。施肥灌溉自动控制环节薄弱，施肥灌溉软件方面研究严重滞后是造成这一局面的主要原因。国外现有滴灌施肥灌溉自动控制软件也只能在给定施肥量的情况下控制肥液浓度与施肥历时，而未能将作物施肥灌溉制度、土壤特性、氮素运移模式相结合，形成决策、管理一体化的软件。国外由于长期的技术积累，一些著名公司不断有新产品推出。在节水灌溉产品快速开发平台技术中，提出的高精度快速成型专用设备是快速成型领域研究的热点，但是目前没有见到开发成功的报道。特别是微涂层的实现是技术难点，由于受到材料性能的限制，依靠自然流平无法达到很小的层厚，并且受到表面浸润性能的影响，必须采取相应措施才能实现，目前正从材料、涂层方法方面力争有所突破。近几年，根据中国国情，我国已研发出大射程旋转式微喷头、长流道新型薄壁微灌带、带离心清洗装置的自动反冲过滤器、带稳压机构的连续精量水动式施肥泵、低压压力调节器、节能异形喷嘴、可调雾化程度及射程的多功能喷头、新型短流道喷头、轻小型喷灌机组、新型中远射程喷头、国产激光控制精细平地铲运设备等节水灌溉设备和系统。一批节水产品初步表现出较强的市场前景

和进一步开发的潜力。如蜂窝管渗流集蓄新产品，长流道新型薄壁微灌带，带离心清洗装置的自动反冲过滤器，带稳压机构的连续精量水动式施肥泵，作物根区局部控水灌溉装置，国产激光控制精细平地铲运设备，控制性分根交替灌溉孔口灌灌水器和交替阀等将会取得较大突破[3]。

在工程节水技术方面, 国内外的研究主要集中在渠系建筑物建设技术方面。相对来说，技术正在趋于成熟，主要是探索新型建筑结构形式。而新材料配方及其应用技术的研究却相对要活跃得多。国内外都正在较普遍的将高分子材料应用在渠道防渗中，尤其是在高分子膜料的应用上已取得了不少实用的研究成果。但薄膜易刺破和冻胀地区冻融破坏的问题还没有很好的解决。因此，各国都正在不断研究开发技术可靠、经济合理的高分子合成新材料。我国目前采用的渠道防渗防冻技术主要是保温整体刚性防渗防冻胀措施，适应性较差、易损坏或成本高。刚柔结构具有适应冻融变形、胀而不裂和防渗、减轻冻胀的特性，能同时有效解决渗漏和冻胀的问题，应用高分子材料研制技术可靠、结构简单、经济合理的刚柔混合结构或纯柔性结构作为渠道的护砌结构是我国科技人员正在努力研究的方向。

在灌区灌溉用水管理中，综合各种预测技术、优化技术的灌溉用水计算机管理系统已开始在我国灌区大面积应用，使灌区的灌溉用水实现了由静态用水向动态用水的转变，为提高灌区水资源的利用率提供了技术保障。为实现渠系优化配水的要求，应用计算机技术的渠道水量、流量实时调控的研究也在国内外逐步兴起。灌区用水管理系统方面，已逐步转向研究将数据库、模型库、知识库和地理信息系统有机结合的灌区节水灌溉综合决策支持系统。特别是近年来发达国家已开展了基于田间水肥等生产要素的巨大差异性，利用GPS和G1S、RS和计算机控制系统，精细准确调整灌水施肥的精准灌溉技术研究，为最大限度地优化各项农业投入，充分挖掘田间水肥差异性所隐含的增产潜力创造了条件。实现灌区现代化管理，首先要有灌溉工程控制设备的自动化，其次有先进的系统运行软件对系统控制问题进行决策，从而建立灌区现代化管理决策支持系统，指导灌溉用水过程。

1.3 课题研究目的及主要内容

节水灌溉技术及其配套设备，在我国经过近30多年的快速发展，在总结相关成果的基础上，初步形成了其技术体系，在某些方面已达到或接近国际先进水平。但由于我国经济发展水平及科研体制的限制，我国的节水灌溉技术与发达国家还有很大的差距。随着我国水资源供需矛盾日益尖锐，农业用水分配额减少的

问题势必日益突出，同时为了缓解我国进入WTO外国农产品对我国农业发展的压力，如何快速发展我国的节水灌溉技术及其配套设备，从而缓解我国农业用水压力及发展高品质农产品以加大同国外产品的竞争已经是一个不容忽视的严峻问题。

我国目前95%以上的灌溉面积采用地面灌溉方法。改进地面灌溉技术，提高地面灌溉的灌水效果对缓解我国水资源短缺、保持灌溉农业的可持续发展具有重要意义。

本课题任务是设计一个通过单片机控制的节能农业灌溉系统。要实现与传统的农业灌溉系统相比具有结构简单、安全可靠、实时性好、灵敏度高；功耗低，操作简便等优点。测量数据能够在LED上显示出来，结果直观。和传统的农业灌溉设备相比成本大大降低，而且抗干扰性好、安装维护方便、测量精度高，具有较高的性能和价格比。该系统可对不同土壤的适度进行监控，并进行适时、适量的灌溉。

第2章农业节水灌溉系统

2.1 滴灌原理概述

喷灌、滴灌、微喷灌等任何一种高效节水灌溉技术的应用，都必需通过与技术相配套的设备来实现的。长期以来，我国的喷灌、滴灌、微喷灌技术的推广应用一直没有得到长足的发展，这与国内节水灌溉设备、器材制造业发展滞后有密切关系。国内现有的节水灌溉设备、配套器材制造厂多为一些转产的小企业，生产技术装备落后、专业化生产程度低，生产与科研脱节，这是国产节水灌溉设备成本高，性能不稳定、质量差、不耐用的根本原因。国产设备价高，质量差不仅影响了技术的推广应用，还给农民造成不应有的经济损失，甚至挫伤农民节水灌溉的积极性。因此，抓好喷灌、滴灌、微喷灌的设备生产，以质优、价廉的国产设备来支持高效节水灌溉技术的加速发展是必要的。在事实上，加速发展高效节水灌溉技术与节水灌溉设备和配套器材制造业的发展壮大，也是存在互动关系，相互依存，相互促进发展，也是可以取得“双赢”的效果。

微灌技术大都用于经济作物，是目前农民比较关心的一种节水灌溉技术，它是在滴灌的基础上发展起来一种节水灌溉技术，微灌包括滴灌、微喷灌、渗灌、小管涌流灌等多种方式。它是以少量的水湿润作物的根区附近的部分土壤的一种局部灌溉技术，其特点是灌水流量小、一次灌溉延续时间较长，灌水周期短，能够准确的控制水量，能把水和养分直接地输送到作物根部附近的土壤中去。微灌特别是在经济作物，应用效益十分突出,因此很适合一家积使用一户小面积使用。据统计，采用该项技术后，可节水50％（每亩每茬可节水287.5立方米，省电71.88度）,省地15～20％、省工50％、省肥20～30％，省药10％，增产15～30％，特别是明显降低棚内的湿度，解决了冬季温棚生产放风减湿与封闭保温的矛盾，有利于作物的稳产高产。

微灌具有以下优点：

(1)高效省水微灌系统全部由管道输水，因此损失少，灌水时只湿润作物根部附近的部分土壤，灌水量小，灌水均匀度可达80～90％，水的利用率高。

(2)节能微灌比喷灌的工作压力低、耗能少。

(3)增产微灌能适时适量地向作物根系附近灌水，供肥，有的还可调节棵间的温度和湿度，不会造成土壤的板结，为作物提供了良好的生长环境，有利于实现高产和稳产，提高产品质量。实践证明，微灌较地面灌水方式可增产30％左右。

(4)对土壤和地形的适应性强微灌的灌水速度可快，可慢。因此对粘土和沙土都适合。可以进行间隙灌溉，这样可使作物的根系经常保持合适的水分，又不会产生深层的渗漏。

(5)省工、省力。

(6)利用咸水、污水咸水、污水经过处理后，当水质达到要求时可进行微灌灌溉[4]。

滴灌技术是通过干管、支管和毛管上的滴头，在低压下向土壤经常缓慢地滴水；是直接向土壤供应已过滤的水分、肥料或其它化学剂等的一种灌溉系统。它没有喷水或沟渠流水，只让水慢慢滴出，并在重力和毛细管的作用下进入士壤。滴人作物根部附近的水，使作物主要根区的土壤经常保持最优含水状况。这是一种先进的灌溉方法。

滴灌技术的优点：

(1)节水、节肥、省工

滴灌属全管道输水和局部微量灌溉，使水分的渗漏和损失降低到最低限度。同时，又由于能做到适时地供应作物根区所需水分，不存在外围水的损失问题，又使水的利用效率大大提高。灌溉可方便地结合施肥，即把化肥溶解后灌注入灌溉系统，由于化肥同灌溉水结合在一起，肥料养分直接均匀地施到作物根系层，真正实现了水肥同步，大大提高了肥料的有效利用率，同时又因是小范围局部控制，微量灌溉，水肥渗漏较少，故可节省化肥施用量，减少污染。运用灌溉施肥技术，为作物及时补充价格昂贵的微量元素提供了方便，并可避免浪费。滴灌系统仅通过阀门人工或自动控制，又结合了施肥，故又可明显节省劳力投入，降低了生产成本。

(2)控制温度和湿度

传统沟灌的大棚，一次灌水量大，地表长时间保持湿润，不但棚温、地温降低太快，回升较慢，且蒸发量加大，室内湿度太高，易导致蔬菜或花卉病虫害发生。因滴灌属于局部微灌，大部分土壤表面保持干燥，且滴头均匀缓慢地向根系土壤层供水，对地温的保持、回升，减少水分蒸发，降低室内湿度等均具有明显的效果。采用膜下滴灌，即把滴灌管（带）布置在膜下，效果更佳。另外滴灌由于操作方便，可实行高频灌溉，且出流孔很小，流速缓慢，每次灌水时间比较长，土壤水分变化幅度小，故可控制根区内土壤能够长时间保持在接近于最适合蔬菜、花卉等生长的湿度。由于控制了室内空气湿度和土壤湿度，可明显减少病虫害的发生，进而又可减少农药的用量。

(3)保持土壤结构

在传统沟畦灌较大灌水量作用下，使设施土壤受到较多的冲刷、压实和侵蚀，若不及时中耕松土，会导致严重板结，通气性下降，土壤结构遭到一定程度破坏。而滴灌属微量灌溉，水分缓慢均匀地渗入土壤，对土壤结构能起到保持作用，并形成适宜的土壤水、肥、热环境。

(4)改善品质、增产增效

由于应用滴灌减少了水肥、农药的施用量以及病虫害的发生，可明显改善产品的品质。总之，较之传统灌溉方式，温室或大棚等设施园艺采用滴灌后，可大大提高产品产量，提早上市时间，并减少了水肥、农药的施用量和劳力等的成本投入，因此经济效益和社会效益显著。设施园艺滴灌技术适应了高产、高效、优质的现代农业的要求，这也是其能得以存在和大力推广使用的根本原因[5]。

在农业节水灌溉中，描述土壤中水含量的概念有：体积百分数，重量百分数，水层厚度，田间持水量，相对含水量，水储量，土壤湿润层深度。

通常所测量的土壤含水量是指土壤的容积含水量，因为这样可以忽略土样的容重。土壤的容积含水量是容积土壤中水分容积与土壤容积的比例。重量百分数是指湿、干土质量之差与干土质量的比值，就是土的含水量。水层厚度是指在一定厚度的土层中，水分的厚度毫米数；用它表示土壤含水量的优点在于与气象资料和作物耗水量所用的水分表示方法一致，便于互相比较和互相换算。田间持水量指在地下水较深和排水良好的土地上充分灌水或降水后，允许水分充分下渗，并防止蒸发，经过一定时间，土壤剖面所能维持的较稳定的土壤水含量。达到田间持水量时的土水势为－50～－350毫巴，大多集中于－100～－300毫巴间。田间持水量长期以来被认为是土壤所能稳定保持的最高土壤含水量，也是土壤中所能保持悬着水的最大量，是对作物有效的最高的土壤水含量，且被认为是一个常数，常用来作为灌溉上限和计算灌水定额的指标。但它是一个理想化的概念，严格说不是一个常数。虽在田间可以测定，但却不易再现，且随测定条件和排水时间而有相当的出入，故至今尚无精确的仪器测定方法。相对含水量是指土壤自然含水量占某种水分常数的百分数。土壤湿润层深度是决定灌水定额的主要参数之一，实际中湿润层的深度硬取决于作物根系密集层深度，并与土壤剖面水分的消失深度有关，它随着生育期和根系发育的变化而改变。

图2-1 单片机控制系统结构图

2.2 土壤湿度传感器

传感器是检测系统中与被测对象直接发生联系的部分，是信息输入的窗口，它为检测系统提供必要的原始信息。检测系统获取信息的质量也往往是由传感器的性能一次性确定。为了能使其输出在精度要求范围之内反映被测量，传感器必须具备一定的基本特性，因为只有这样，传感器的输出才能作为其输出的量度。

传感器的基本特性是指传感器的输出与输入之间的关系特性，一般分为静态特性和动态特性两类。当被测量不随时间变化或变化很慢时，可用一系列静态参数来描述和表征传感器的静态特性。当被测量随时间变化很快，可用一系列动态参数来描述和表征传感器的动态特性[6]。

本设计采用的是美国生产的AQUA-TEL-TDR便携式土壤水分仪。其技术参数如下：

(1)测量土壤水分范围:0-100%vol

(2)重复性误差:<1

(3)温度范围:-600℃ to 850℃；精度:+2℃

(4)电源:12VDC士20% 40mA

(5)输出:0～1 mA可选4～20 mA或0～5V

其特点如下：

(1)可长期埋设；

(2)长度增加，提高测量的准确性；

(3)容易携带，使用简单；

(4)能耗极低；

(5)最经济的TDR原理水分探头。

2.3 模糊控制

在传统的控制领域里，控制系统动态模式的精确与否是影响控制优劣的最主要关键，系统动态的信息越详细，则越能达到精确控制的目的。然而，对于复杂的系统，由于变量太多，往往难以正确的描述系统的动态，于是工程师便利用各种方法来简化系统动态，以达成控制的目的，但却不尽理想。换言之，传统的控制理论对于明确系统有强而有力的控制能力，但对于过于复杂或难以精确描述的系统，则显得无能为力了。因此便尝试着以模糊数学来处理这些控制问题。

模糊理论(Fuzzy Theory)是为解决真实世界中普遍存在的模糊现象而发展的一门学问，是积极承认主观性问题的存在，进而以模糊集合理论来处理不易量化的问题，以便能适当而可靠的处理人们主观评估问题的方法。1974年,英国的E.H.Mamdani首次用模糊逻辑和模糊推理实现了世界上第一个实验性的蒸汽机控制,并取得了比传统的直接数字控制算法更好的效果,从而宣告模糊控制的诞生[7]。

传统的矢量控制系统需要电机的精确数学模型，当由于磁饱和或电机绕组温度变化引起电机内部参数变化时，会影响系统的控制效果。模糊逻辑处理是利用隶属函数和模糊规则来求解那些含糊不清、不确定及不精确的问题。模糊控制是指基于模糊逻辑描述一个过程的控制算法。模糊控制器主要嵌有操作人员的经验和直觉知识。模糊控制的最大优点在于不依赖被控对象的精确数学模型，并能克服非线性因素的影响，对调节对象的参数变化不敏感，即具有较强的鲁棒性。

模糊控制的优点：

(1)它是一种非线性控制方法，工作范围宽，使用范围广，特别适合非线性系统的控制。

(2)它不依赖于对象的数学模型，对无法建模或很难建模的的复杂对象，也能利用人的经验知识来设计模糊控制器完成控制任务；而传统的控制方法都要已知被控对象的数学模型，才能设计控制器。

(3)它具有内在的并行处理机制，表现出较强的鲁棒性，对被控对象的特性变化不敏感，模糊控制器的设计参数容易选择调整。算法简单，执行快，容易实现。不需要很多的控制理论知识，容易普及推广[8]。

模糊控制的基本思想:把人类专家对特定的被控对象或过程的控制策略总结成一系列以"IF(条件)THEN(作用)"形式表示的控制规则,通过模糊推理得到控制作用集,作用于被控对象或过程.控制作用集为一组条件语句,状态语句和控制作用均为一组被量化了的模糊语言集,如“正大”,“负大”,“正小”,“负小”,

零等。

模糊控制的作法即直接将对事物多个方面评估的意见与其影响事物状况的重要程度作加权的运算，其意义在于希望系统性的分析出该事物的真实情况，其运算方式类似一般常用的“加权平均”，易于为人所接受。

简言之，模糊控制理论就是模仿人的思维方式和经验来实现自动控制的一种控制方法。

第3章基于MCS-51单片机的农业灌溉系统的硬件电路设计3.1 单片机选型

鉴于控制的复杂性和兼顾显示、报警、闭环控制等较高要求，本设计决定用单片机作为中心控制器。现流行的单片机有很多种，8位单片机的控制功能较强，品种最为齐全。它不仅具有较大的存储容量和寻址范围，而且中断源、并行I/O 接口和定时器/计数器个数都有了不同程度的增加，并集成有权双工串行通信接口；在指令系统方面，普遍增设了乘除指令和比较指令。其中MCS-51系列以较高的性价比博得很多用户的青睐。所以，本系统采用美国Intel公司生产的AT89C51型单片机，由于其具有集成度高、处理功能强、可靠性高、系统结构简单、价格低廉等优点并具有4K字节的程序存储器，使得它应用起来更加方便。

1、AT89C51功能特性如下所述：

(1)8位CPU；

(2)内含4KBytes的程序存储器；

(3)内含256KBytes的数据存储器；

(4)程序存储器可外部扩展至64Kbytes；

(5)数据存储器可外部扩展至64Kbytes；

(6)一组全双工的串行口；

(7)两组16位计时/计数器；

(8)五个具有可编程为2层中断优先权的中断源；

(9)具有逻辑运算能力；

(10)32条双向且可被独立寻址的I/O；

(11)具有时钟振荡电路，一般工作频率为12MHz或11.0592MHz。

图3-1 AT89C51引脚图

2、主要引脚功能：

(1)VCC：供电电压。

(2)GND：接地。

(3)P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FLASH编程时，P0口作为原码输入口，当FLASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。

(4)P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。

(5)P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。

(6)P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出

基于单片机的自动灌溉系统设计【文献综述】

毕业设计开题报告 电子信息工程 基于单片机的自动灌溉系统设计 一、前言 单片机诞生于20世纪70年代末，经历了SCM、MCU、SoC三大阶段。目前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能IC卡，民用豪华轿车的安全保障系统，录象机、摄象机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具、电子宠物等等，这些都离不开单片机。更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械。 单片机应用的主要领域有： 1）智能化家用电器：各种家用电器普遍采用单片机智能化控制代替传统的电子线路控制，升级换代，提高档次。如洗衣机、空调、电视机、录像机、微波炉、电冰箱、电饭煲以及各种视听设备等。 2）办公自动化设备：现代办公室使用的大量通信和办公设备多数嵌入了单片机。如打印机、复印机、传真机、绘图机、考勤机、电话以及通用计算机中的键盘译码、磁盘驱动等。 3）商业营销设备：在商业营销系统中已广泛使用的电子称、收款机、条形码阅读器、IC卡刷卡机、出租车计价器以及仓储安全监测系统、商场保安系统、空气调节系统、冷冻保险系统等都采用了单片机控制。 4）工业自动化控制：工业自动化控制是最早采用单片机控制的领域之一。如各种测控系统、过程控制、机电一体化、PLC等。在化工、建筑、冶金等各种工业领域都要用到单片机控制。

5）智能化仪表：采用单片机的智能化仪表大大提升了仪表的档次，强化了功能。如数据处理和存储、故障诊断、联网集控等。 6）智能化通信产品：最突出的是手机，当然手机内的芯片属专用型单片机。 7）汽车电子产品：现代汽车的集中显示系统、动力监测控制系统、自动驾驶系统、通信系统和运行监视器（黑匣子）等都离不开单片机。 8）航空航天系统和国防军事、尖端武器等领域：单片机的应用更是不言而喻. 单片机的功能是靠程序驱动实现的，通过编程将程序烧写到单片机内部，控制芯片各个引脚在不同时间不同的电平输出，进而控制与这些引脚连接的外围电路电气状态。 随着人们生活水平的不断提高,数字化控制无疑是人们追求的目标之一,它所给人带来的方便也是不可否定的,但人们对它的要求也越来越高,要为现代人工作、科研，生活、提供更好的，更方便的设施就需要从数字电子技术入手，一切向数字化，智能化方向发展. 基于单片机的自动灌溉系统，是以数字化控制为基础，配合传感器技术设计的。湿度传感器实时监测土壤湿度并得到一个模拟的电压值，通过的A/D转换，我们可以得到电压值的数字信号，然后我们可以把该数字信号输入单片机，在单片机中进行相关的数字处理，得到一系列的控制信号输出，来控制外围设备的运行，如报警声、数码管的数值显示、阀门的开关从而得到对灌溉的控制。另外可以通过修改软件的方法，来修改灌溉的水量和时间。[1-6] 二、主题 2.1研究背景及意义 单片机又称单片微控制器,它不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。概括的讲：一块芯片就成了一台计算机。它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。同时，学习使用单片机是了解计算机原理与结构的最佳选择，也是今后学习更高级芯片

基于单片机的模拟智能灌溉控制系统

基于单片机的模拟智能灌溉控制系统 摘要 随着农业生产水平的不断发展以及全球水资源的日趋紧张，世界各国都在积极探索行之有效的节水途径和措施。智能灌溉控制系统就是为了解决水资源不足、提高灌溉效率而发展起来的。本文研究的单片机智能灌溉控制系统，是对土壤的温湿度进行实时监控，参考实际温度值设定适宜的湿度下限值，并按照设定的湿度值进行相应的灌溉。 该智能灌溉控制系统以STC89C52单片机为核心，主要由温湿度传感器DHT11模块、按键输入模块、显示模块、水泵模块等组成；软件选用C语言编程。该系统的功能是：根据土壤湿度传感器检测到的土壤湿度，若检测到的土壤湿度值低于系统所设定的最低湿度值，系统则自动启动系统，进行灌溉。通过对硬件实物的测试，系统能够比较成功的实现目标功能。 【关键词】单片机；传感器；LED显示；水泵；灌溉

Simulator smart irrigation control system based on single chip microcomputer Abstract As the level of agricultural production and the continuous development of global shortage of water resources,countries in the world are actively exp loring effective ways and measures for water conservation.Intelligent irrigati on control system in order to solve the problem of water resources,improve t he efficiency of irrigation and developed.This paper studies theintelligen t irrigation control system,temperature and humidity in the soil was monit ored in real time,refer to the actual temperature value setting and humidit y limit appropriate value,according to the set humidity value for the cor responding irrigation. The intelligent irrigation control system based on STC89C52single chi p microcomputer as the core,mainly by the temperature and humidity sensor DHT11module,key input module,display module,pump module;soft wareused C language programming.The function of this system is: accordin g to thesoil moisture,soil moisture sensor to detect soil humidity,if the detected valueis lower than the lowest humidity system setting,automati c starting system,irrigation.By physical testing,system can realize th e function o f relatively successful. 【Key words】Single-chip Microcomputer；Sensor；LED Display；Water Pump； Lrrigation

视频监控毕业设计

视频监控毕业设计

目录 第一章前言 0 1.1 选题背景 0 1.2 研究意义 (1) 第二章需求分析与方案制定 (3) 2.1功能性分析 (3) 2.2可行性分析 (3) 2.3设计的主要目标任务 (3) 第三章模块特性介绍 (4) 3.1 S3C2440嵌入式系统开发板简介 (4) 3.2 芯片特性简介 (5) 第四章系统硬件设计 (6) 4.1 系统的硬件框图 (6) 4.2电源部分 (7) 4.3 JTAG接口 (8) 4.4 复位系统 (9) 4.5 CSI摄像头接口 (10) 4.6 10/100M网卡接口 (11) 4.7 RS232接口 (11) 第五章系统软件设计 (13) 5.1开发板Bootloder的烧写 (13)

5.2开发板系统内核的烧写 (14) 5.3开发板根文件系统的烧写 (15) 5.4 Cmos摄像头的驱动程序 (16) 5.5平台的移植 (16) 5.6视频信息显示页面（包括远程登录的登陆界面） (16) 结论（结语）部分 (17) 参考文献 (18) 附录 (19) 致谢 (20)

第一章前言 1.1 选题背景 随着人们生活水平的提高，现在的人们对自身安全方面的需求有了巨大的提高，不仅仅是个人，很多企业也在这方面花费了巨大的人力和物力。人们需求有一种高性能的安防技术来为自己提供保障。当今社会的科技发展迅速，信息传输技术五花八门，通过对一些传统上的技术进行升级实现了很多高性能的安防技术，采用视频监控是其中一种。视频监控业务具有悠久的历史，在传统上广泛应用于安防领域，是协助公共安全部门打击犯罪、维持社会安定的重要手段。近年来，随着宽带的普及，计算机技术的发展，图像处理技术的提高，视频监控正越来越广泛地渗透到教育、政府、娱乐、医疗、酒店、运动等其他各种领域。视频监控作为一种传统视频技术与现代通信技术相结合的应用，目前在国内外已引起了越来越多的关注。视频监控是安全防范系统的重要组成部分，它是一种防范能力较强的综合系统。视频监控以其直观、准确、及时和信息内容丰富而广泛应用于许多场合。近年来，随着计算机、网络以及图像处理、传输技术的飞速发展，视频监控技术也有了长足的发展。在视频技术不断的发展情况下,视频监控目前可分为两大类:数字视频监控系统和网络监控( 嵌入式视频监控系统 )。 1、视频监控的数字化首先应该是系统中信息流（包括视频、音频、控制等）从模拟状态转网络视频编解码器为数字状态，这将彻底打破“经典闭路电视系统是以摄像机成像技术为中心”的结构，根本上改变视频监控系统从信息采集、数据处理、传输、系统控制等的方式和结构形式。信息流的数字化、编码压缩、开放式的协议，使智能网络视频监控系统与安防系统中的各个子系统间实现无缝连接，并在统一的操作平台上实现管理和控制，这就是系统集成的含义。 2、视频监控的网络化将以这系统的结构将由集成式向集散式系统过渡，集散式系统采用多层分级的结构形式，具有微内核技术的事时多任务、多用户、分布式操作系统以实现抢先任务调度算法的快速响应，组成集散式视频监控系统的硬件和软件采用标准化、模块化和系统化设计，视频监控系统设备的配置具有通用性强、开放性好、系统组态灵活、控制功能完善、数据处理方便、人机界面友

智能小区安防系统毕业设计

智能小区安防系统毕业 设计

摘要 随着生活水平的不断提高，人们对居住环境的要求也大大提高，对信息服务和安全防范的要求尤为突出.如何利用计算机和通信技术在智能化小区家庭智能管理系统中，对住户家庭火灾、入室盗窃等警情的实时监控，住宅内出入权限的控制以及建筑物内实时的图像监控已经成为信息产业的热点技术。 安全防范系统作为建筑智能化系统中楼宇自动化系统的重要组成部分.。在智能建筑中，安全防范系统综合运用了电子信息技术，现代通信技术和计算机网络技术等，构成一个先进、可靠、经济、配套的安全技术防范体系。安全防范系统中的安全性、灵活性以及信息化、智能化、现代化是系统关键所在。其中的视频监控系统、防盗报警系统、门禁系统正是安全防范系统技术关键所在。 为了适应社会的需要为此，本文在研究分析了当前国际流行的现场总线技术以及BACnet数据通讯协议的基础上，设计了一种设备简单，成本低廉，便于维护经济型智能建筑家庭管理系统，能有效地实现防盗、防灾、自动报警和远程监控等功能。利用单片机进行实时采集，并将采集的数据通过串行口传给PC机，PC 机完成数据的运算、存储、和打印。 关键词：智能建筑安全防范系统BACnet通讯协议c#语言

目录 第一章引言 (3) 1．1 课题背景 (3) 1．2 研究目标 (4) 1．3 国内外发展情况比较 (5) 1.3.1国外的发展动态及其趋势 (5) 1.3.2国内的发展动态及其趋势 (5) 1．4 本文所做的工作 (6) 第二章智能建筑安全防范系统概述 (7) 2．1 基本概念和定义 (7) 2．1．1 智能化建筑概述 (7) 2．1．2 智能化建筑的关键技术 (8) 2．1．3 安全防范系统概述 (8) 2．2智能建筑安全防范系统相关技术与协议 (8) 2．2. 1 BACnet数据通信协议 (9) 2．2. 2 智能建筑中现场总线技术 (11) 2．2. 3 控制网络与信息网络的集成 (11) 第三章智能建筑安全防范系统设计 (13) 3．1 安全防范系统的体系结构 (13) 3．1．1 安全防范系统的构成 (13) 3．1．2 安全防范系统按功能分类 (14) 3．2 安全防范系统设计 (15) 3．2. 1 安全防范系统架构设计 (15) 3．2. 2 防盗报警系统 (16) 3．2. 3 门禁系统 (17) 3．2. 4 监控系统 (19) 第四章安全防范系统系统实现 (21) 4.1系统开发环境 (21)

智能照明系统的课程设计报告

题目名称：智能照明控制系统设计 摘要：本系统以光敏电阻的光强采集、A/D转换、单片机AT89C51为核心，组成最小控制系统，并和高亮LED显示电路共同构成。外界光强的大小通过电压的线性转换，并用延时来控制灯亮度来体现。该系统能够随环境光强的变化或软件所设定的时间自动控制灯的亮灭；同时系统可以根据光线强度自动控制灯的亮度，也可以手动调节灯的亮度。 关键词：51学习板ADC0804 光敏电阻中断定时延时 目录 1方案设计与论证 (2) 1.1整体设计方比较和选择 (2) 2 系统设计 (4) 2.1 总体设计 (4) 2.2 各单元模块功能介绍及电路设计 (5) 2.2.1光线采集模块 (5) 2.2.2模数转换模块 (5) 2.2.3 AT89C51单片机 (6) 2.2.4 LED显示模块 (6) 2.2.5电源模块 (7) 3 软件设计 (7)

4系统测试 (9) 4.1测试方案 (9) 4.2测试结果 (9) 4.3结果分析 (9) 5结语 (10) 附录： (11) 附1：元器件明细表 (11) 附2：电路图图纸及实物图 (11) 附3：程序清单 (12) 1方案设计与论证 1.1整体设计方比较和选择 本系统包括智能系统和照明系统。这两个部分的具体的设计思路如下所示： 智能系统是基于学习板上的51单片机，理论结合实际的应用，故主要是软件程序的编写，其次是单片机的扩展口与A/D芯片和高亮发光二极管的连接。其有4个并行I/O端口，分别是P0、P1、P2和P3，每个端口都有双向I/O功能。P0口在学习板上控制数码管的显示，故在设计本系统时暂不考虑，P1口只能做 I/O口使用，且其内部有上拉电阻，因P1.0-P1.3控制数码管、按键和学习板上的灯的使能端，故只剩P1.4-P1.7口，不妨将P1.5与高亮发光二极管相连（因为P1口有上拉电阻故可直接相连），P1.7控制A/D的使能端；P2口与 A/D芯片的数字输出端相连，为单片机输入转化后的8位二进制；P3口实有特殊功能，直接与A/D芯片的RD W R和端口相连。 照明系统是基于光敏电阻的光线采集电路，光敏电阻器的阻值随入射光线

基于单片机的节水灌溉自动控制系统设计

本科生毕业设计 摘要 自动控制节水灌溉技术代表了农业现代化的发展状况，灌溉系统自动化水平比较低下是制约我国高效农业发展的主要原因。本文就此问题研究了基于单片机的节水灌溉自动控制系统，系统对土壤湿度进行监控，并按照农作物的要求进行适时适量的灌水，其核心部分是单片机控制部分，主要对灌溉控制技术以及系统的硬件设计，软件编程各个部分进行深入的研究。 控制部分以单片机为核心，研制了一种基于单片机的节水灌溉自动控制系统。介绍了系统总体结构、单片机系统主机电路、数据采集处理电路、I/O口的扩展电路。为了进行大规模灌溉工程的监控，采用分布式控制模式，以提高控制系统的可靠性、降低系统的成本。 该套基于单片机控制的节水灌溉自动控制系统造成本低，体积小、安装方便、抗干扰性强、运行可靠，相比其他控制方式来说，性价比高，更易形成产品，便于推广应用。这是我国灌溉自动控制技术的一种新尝试，为目前农业在较低生产力水平的状况下，向智能化、市场化方向发展开辟了一条新途径。 关键词： AT89C51单片机；湿度传感器；A/D转换；采样；芯片 1

本科生毕业设计 ABSTRACT The level of auto-control water-saving irrigation technology reflects the development condition of agriculture modernization.The low automatic level of irrigation system is the main reason that prevented our agriculture’s development.As to this condition,this paper mainly studies the water-saving irrigation system that controlled by MCU.This system can supervise humidity.it can irrigate to the demand of the farm crops with right amunt of water at well time.The control part that consists of MCU is its core.Research work had been carried on irrigation control technology,hardware and software program and so . The control that consists of MCU is its core.A set of automatic water-saving system which is controlled by sing-chip controller have been developed in this paper.The overall structure of system、the main circuit of the MCU system、data-collecting circuit、I/O expanding circuit are all the designed.For monitoring large-scale irrigation system,we use distributional control model to enhance stability of the system de reduce the cost. It is small,easy to fit,a strong capability to resist interfere and low-cost.So the control system is more economic compared to other control system such as thuter system and all these demonstrate this production is adept to be popularized.This work is a fresh attempt to bring our agriculture into an advanced stage,which now is relative to be backward greenhouse control technique,especially on the aspect of nutrient liquid supplying when crops cultivated on tissue. Key words: AT89C51 MCU; Humidity Sensor; A/D transform; Sampling; Chip 2

智能家居安全系统毕业论文

编号： 审定成绩： 重庆邮电大学 毕业设计（论文） 设计（论文）题目：家居物联网安全系统的研究 学院名称： 学生姓名： 专业： 班级： 学号： 指导教师：

答辩组负责人： 填表时间：年月 重庆有电大学教务处制

摘要 物联网正在以超越“爆炸”的速度发展，其对世界的影响也是越来越明显。智能家居是现代家居生活的一种趋势，以至于在第三届中国国际物联网（传感器网络）博览会上，家居智能作为“十二五”规划中工信部主推应用领域之一，家居系统产品或网络家居得以展示，物联网技术在智能家居方面的应用已经初见成效。 随着物联网技术在智能家居系统中的应用不断成熟，考虑到智能家居系统中存在的一些安全问题，例如“如何对住宅环境进行实时监测”，以及现有家居安全系统存在的局限性，一种基于物联网的高度网络化智能家居安防系统被设计出来。该智能家居安防系统是针对对非授权访问进行检测、拦截和报警进行设计。本设计涉及到两个节点（CC2530芯片为主控芯片的开发板），一个用作协调器节点，一个用作终端设备；协调器负责组建网络，并维护网络，与PC电脑相连，终端设备负责控制各个功能模块的正常工作，并把数据传递给协调器节点。另外功能模块主要有温湿度采集模块、烟雾检测模块、继电器模块和人体红外传感模块。 本文主要从理论和原理方面对家居物联网的安全系统进行研究，另外也从硬件方面做了很简易的家居环境安全监测系统。 【关键词】智能家居系统物联网技术家居安防传感器网络

目录 前言 (1) 第一章智能家居 (2) 第一节智能家居的概述 (2) 第二节国内外智能家居的发展状况 (2) 一、国内智能家居的现状 (2) 二、国内的相关政策 (3) 三、国外智能家居的现状 (3) 第三节智能家居中的安全问题 (4) 第四节本章小结 (5) 第二章基于物联网的智能家居系统 (6) 第一节物联网技术 (6) 第二节IEEE 802.5.4/ZigBee无线通信标准 (7) 一、IEEE 802.15.4标准简介 (7) 二、ZigBee标准简介 (8) 第三节家居物联网安全系统的研究 (10) 一、家居物联网系统 (10) 二、系统安全问题的研究 (11) 第四节本章小结 (11) 第三章课题的硬件描述 (12) 第一节设计总框图 (12) 第二节CC2530芯片及最其小系统介绍 (12) 一、CC2530芯片简介 (12) 二、CC2530最小系统组成 (14) 第三节功能模块介绍 (15) 一、温湿度检测模块 (15) 二、烟雾检测模块 (17) 三、人体红外探测模块 (18) 四、光敏传感器模块 (19) 五、显示模块 (20) 六、继电器模块 (22) 第四节本章小结 (23)

电力综合监控系统毕业设计论文

智能视频监控专家 电力综合监控系统 设计论文

目录 1.需求分析 (1) 2.系统建设的目标及支持说明 (1) 3.设计依据 (3) 4.基本功能 (3) 5.综合功能 (3) 6.工程设计原则 (5) 6.1. 有效提高电力系统的监督监管工作 (6) 6.2. “高起点、新理念、新技术、新方法”的规划制定原则 (5) 6.3. 良好的扩充性 (6) 6.4. 系统安全可靠性 (6) 6.5. 系统超前性 (6) 6.6. 系统的可操作性 (7) 6.6. 系统的安全性 (7) 7.缩略语 (7) 8.系统总体设计 (7) 8.1. 系统架构 (8) 8.1.1. 总体架构 (8) 8.1.1.1.用户界面层 (9) 8.1.1.2.系统应用层 (9) 8.1.1.3.设备接入层 (10) 8.1.2. 平台特点 (10) 8.1.2.1.集成功能 (10) 8.1.2.2.调度功能 (11) 8.1.2.3.电子预案功能 (11) 8.1.2.4.地理信息图形化管理 (12) 8.2. 视频监控系统 (12) 8.2.1. 网络架构 (12) 8.2.2. 系统的主要功能 (13) 8.2.2.1.地理信息图形化管理 (13) 8.2.2.2.监控中心管理 (14) 8.2.2.3.本地/远程实时监视 (14) 8.2.2.4.本地/远程录像回放 (15) 8.2.2.5.语音对讲与广播 (16) 8.3. 电站仪器仪表状态监控（采用全景图像） (17) 8.4. 移动视频 (18) 8.5. 智能分析系统 (19) 8.5.1. 系统构成 (19) 8.5.2. 应用于变电站的分析分类 (21) 8.5.2.1 监控盲区的弥补 (21) 8.5.2.2高清晰无线手持式摄像机 (22) 8.5.2.3可实现昼夜监控－热红外技术 (23) 8.5.2.3优越的智能检测技术 (23)

基于单片机的智能照明控制系统设计[1]

设计名称：智能照明控制系统组别：第五组 组长：XX 组员：XX

基于单片机的智能照明控制系统设计 随着电子技术的飞速发展，基于单片机的控制系统已广泛应用于工业、农业、电力、电子、智能家居等行业，微型计算机作为嵌入式控制系统的主体与核心，代替了传统的控制系统的常规电子线路。 本文介绍了基于单片机AT89C51的室内灯光控制系统及其原理，提出了有效的节能控制方法。该系统采用了当今较成熟的传感技术和计算机控制技术，利用多参数来实现对学校教室室内照明的控制。 系统设计包括硬件设计和软件设计两部分。工作时,光信号取样电路采集光照强弱、人体信号采集电路采集室内是否有人、是否为工作时间等信息并将信号送到单片机,单片机根据这些信息通过控制电路对照明设备进行开关操作,从而实现照明控制,以达到节能的目的。

目录 1 引言....................................................................... 1.1 研究背景.............................................................. 1.2 智能照明控制系统的优点................................................. 2 设计部分................................................................... 2.1设计要求............................................................... 2.2系统设计............................................................... 2.3逻辑控制............................................................... 2.4硬件设计............................................................... 2.4.1 系统硬件总述....................................................... 2.4.2 AT89C51单片机介绍................................................. 2.4.3 光照检测电路....................................................... 2.4.4 人体信号采集电路................................................... 2.4.5 比较电路........................................................... 2.4.6 延迟时间选择电路................................................... 2.4.7 输出控制电路....................................................... 3 系统软件设计及实现......................................................... 4 结论...................................................................... 5 评价……………………………………………………………………………………………….. 6 组员分工…………………………………………………………………………………………..

基于单片机的智能浇灌系统设计

基于单片机的智能浇灌系统设计

第十一届“博创杯”全国大学生嵌入式设计大赛 作品设计报告 室内自动浇花系统 Auto-watering System in our House 设 计 报 告 队伍编号： 参赛学校：西北民族大学 作者：沙苗宋开强周乾斌 指导教师：邓克岩贺艳萍 组别：□硕士组□本科组□高职组

摘要 在这个信息技术高速发展的社会中，智能控制为人们的生产生活带来了诸多便利。在家庭中，很多花草养殖爱好者由于工作、出差等原因对花草缺少照顾而由于产生许多烦恼。如何利用智能控制对此产生便利便是我们要加以研究的一个问题。 本系统是基于AT89C51单片机的家庭智能浇花系统, 使用YL-69作为土壤湿度传感模块，LCD1602作为显示数据的模块，蜂鸣器作为通知模块，按键是用来设定报警的数值。经过YL-69湿度传感器进行土壤湿度的采集，单片机AT89C51进行信息处理，输出控制信号，控制信号经过控制继电器控制水泵电源是否通断，从而完成自动浇水，浇水的同时蜂鸣器会发出声音提示。 关键词： AT89C51、YL-69、LCD1602、水泵 Abstract In the society,with the development Key words: AT89C51、YL-69、LCD1602、水泵

目录 1 引言................................. 错误!未定义书签。 2 系统设计 ............................. 错误!未定义书签。 2.1 方案论证........................ 错误!未定义书签。 2.1.1总体方案设计 ............... 错误!未定义书签。 2.1.2 芯片的选择................. 错误!未定义书签。 2.1.3 系统结构................... 错误!未定义书签。 2.2 系统硬件设置.................... 错误!未定义书签。 2.2.1 AT89C51主要性能参数 ....... 错误!未定义书签。 2.2.2 时钟电路................... 错误!未定义书签。 2.2.3 AT89C51的复位电路 ......... 错误!未定义书签。 2.2.4 YL-69土壤湿度传感器 ....... 错误!未定义书签。 2.2.5 ADC0832功能特点及引脚 ..... 错误!未定义书签。 2.2.6 ADC0832 的控制原理......... 错误!未定义书签。 2.2.7继电器 ..................... 错误!未定义书签。 2.2.8 蜂鸣器及按键............... 错误!未定义书签。

基于单片机的智能家居控制系统毕业设计

摘要 智能家居作为家庭信息化的实现方式，已经成为社会信息化发展的重要组成部分，物联网因其巨大的应用前景，将是智能家居产业发展过程中一个比较现实的突破口，对智能家居的产业发展具有重大意义。本文基于容易实现，方便操作，贴近使用的设计理念，采用STC89C52单片机为控制核心，为控制终端，并采用包括红外遥控、按键、Web界面等在内的多个控制源来控制家用电器。本文的二至四章描述了整个设计的软、硬件部分的具体实现，第五章是根据设计好的功能搭建了一个具体的环境实例。 关键词：物联网、智能家居、单片机、STC89C52、多源控制

Abstract Smart Home as the implement mode of Family Information has become an important part of the social information development .The networking because of its huge prospect to develop .It will be a real way during the Smart Home`s development .Networking means a lot to the Smart Home .This article base on the design concept of trying to use easiest way to deliver handle and closing to use .We take the STC89C52 as the control core of the design .The relay as the control terminal mean .While we also use the trared remote control key webpage etc to control the home appliances . Two to four chapters of this paper describes the design of software and hardware to achieve the specific. Chapter V is based on features designed to build a specific environment instance. Key word:Networking、Intelligent、Home、Microcontroller、STC89C52、multi-source control

毕业设计视频监控系统的客户端设计

视频监控系统的客户端设计 摘要 随着人们对安全的需求日益强烈，视频监控系统作为一种安全防范的有效手段，越来越受到各界的广泛关注。且随着信息、网络、通信及多媒体等技术渗透到人类生活的各个领域的同时，视频监控也开始走进人们的生活，对视频监控的研究由此成为热点。 基于嵌入式的网络数字视频监控技术与互联网有机结合，且融合了信息技术、计算机技术、网络技术以及流媒体技术，己成为监控领域的一个发展趋势。因此嵌入式网络数字视频监控软件的研究将有着广阔的应用前景和巨大的社会效益及经济效益。 文章的核心内容是客户端软件系统的设计与实现。本文基于面向对象的设计思想和模块化的软件设计思想对客户端软件系统进行了模块的划分和细化，依次介绍了各子系统的设计和主要功能函数的设计，其中包括以下重要内容：网络客户端登陆；网络客户端视频预览；网络客户端视频下载；网络客户端视频播放。 文章中的视频监控系统客户端的编程实现使用VC++语言开发，结合视频标准的相关知识，并且采用海康威视的采集卡和开发包。 本文涉及的工作是对监控中心的实现进行研究和实践，它提出的设计思想和实现方式有一定代表性，对相关领域的设计是具有一定借鉴意义的。 关键词：视频监控，客户端，视频预览，视频下载

Abstract As people increasingly strong demand for security, Video Surveillance as a safe and effective means of prevention is becoming more and more public attention. With the information, network, communications and multimedia technologies permeate all areas of human life, video surveillance has also begun into people's lives。Video Surveillance is becoming a hot spot. Based on embedded digital and network , video surveillance technology combine the Internet and the advanced information technology, computer technology, network technology and streaming media technology. Video surveillance has been becoming a trend in the monitoring field. Therefore, digital video surveillance software embedded network research will have broad application prospects and enormous social and economic benefits. The core content of the article is the client software system design and implementation. Based on object-oriented design and modular software design software on the client system and refining division of the module, in turn, introduced the various subsystems of the design and main functions of the design function, including the following key elements: Network Client Login; Network Client main interface design; main interface of the system settings; video file playback; video file retrieval. The video surveillance system client programming use VC++ means. Combined with knowledge of video standards, skilled use of DirectX, and using Hikvision capture card and Development Kit. This work involved monitoring center is the realization of research and practice, it raises the design and implementation methods have some representation on the design of related fields is a certain reference significance. Keywords: Video Surveillance, Client ，Video Preview，Video Download

智能小区安防系统毕业设计论文

引言 中国安居工程需要大力发展安全文明小区建设，严峻的社会治安形势，需要建立并完善安全文明小区防盗报警网络系统体系。如何解决在当前每个家庭经济承受能力有限的情况下，建设满足防范功能及可靠性需求的安全文明小区防范防盗报警网络系统，是当前急需解决的课题。本方案是在考虑以上因素的基础上，所设计的可行实施方案。 小区安全防范报警系统是智能小区实现安全管理的重要系统,主要包括防盗报警、煤气泄漏报警、消防报警等。小区管理极为重要的内容是确保住宅,住户安全,生活中,人人都可能出现一些意想不到的求助情况,现代居住的格局,邻里常年不来往已是常事,家庭生活稳密性、封闭,性越来越强。因此,小区安全防范及报警系统是具有先进的设计和设备,并为小区住户的安全提供保障的必要系统。 我国的安防自动报警控制系统经历了从无到有、从简单到复杂的发展过程，其智能化程度也越来越高。在小区内的每个住户单元安装一台报警主机，住户可选择安装在住户门口、窗户处安装声检、紧急求助，烟雾/煤气探头、瓦斯探头，等报警感知设备，报警主机通过总线与管理中心的电脑想连接，进行安防信息管理。如果发生盗贼闯入、抢劫、烟雾、燃汽泄露，声音过高等紧急事故，传感器就会立即获知并由报警系统即刻触发声光警报以有效恫吓企图行窃的盗贼；系统还会迅速向报警中心传送报警信息；报警中心接到警情后立即自动进行分辨处理，迅速识别判定警报类型、地点、用户，中心据此派出机动力量采取相应解救措施；系统具备24小时防破坏等并自我监视，一旦有任何被破坏的迹象也会即刻报警。总之，无论白天黑夜，你离家在外还是在家休息，电子保安时时刻刻保护的安全，这正是能为家人、家庭、财产所做的最有效的安全防盗保护措施。

基于单片机的智能抽水灌溉系统设计

毕业设计(论文) 课题名称基于单片机的智能抽水灌溉系统设计 学生姓名X X 学号0000000000 系、年级专业XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX 指导教师SDWDSDSDDDSD 职称WDS 2016年5月18日

摘要 当今世界日新月异，在我们学过的历史中，有第一次工业革命，第二次工业革命，每次的革命都意味着技术的提升，解放人们的双手，纵观历史，我们会发现，科技是推动一切发展的根源，人们的欲望又推动着科技的发展，现在人们吃喝住行，愈来愈智能化，意味着生活一切的智能，现在人们已经开始追求智能的生活了，智能最多的是体现在了城市中，在农村很少有智能的东西，因此束缚了农民的劳动力，农村也需要智能也需要改革。 以前农民种植都是需要农民自己浇灌，很费时间和资源，农民也不能经常外出打工，因为农业智能化低，需要很多的劳动力，所以在这种矛盾中我们开始了智能抽水灌溉系统，目的就是解放农民的双手，让他们有更多的时间可以外出务工，增加家庭收入。 智能抽水灌溉系统是用51单片机为核心控制的，YL-69是一个传感器就是把土壤湿度信息传给单片机的，LCD1602是把数据读出来让人们可以直观的看到，蜂鸣器是一个喇叭有发出声音的作用。使用YL-69把湿度信息传给单片机，单片机来处理传输来的信息，判断怎么执行，然后将执行的信号发给各个控制器，这就完成了一个系统的功能了。 关键词：浇灌；YL-69；湿度；AT89C51单片机;水泵；LCD1602 I

ABSTRACT In today's rapidly changing world, in we learned about the history, the first industrial revolution, the second industrial revolution, every revolution means the promotion of technology, liberating the people's hands, throughout history, we will find that, science and technology is the source of promoting the development of all, the desire of the people and promote the development of science and technology, people now eat to live, become more and more intelligent means of all life's intelligent, now people have began to pursue the smart living, smart most is reflected in the cities, in rural areas is rarely a smart things and so shackled the labor of farmers, rural areas need a smart also needs reform. Before farmers are farmers and pour yourself, it costs time and resources, farmers can't often go out to work, because of the low intelligent agriculture, requires a lot of labor force, so in this contradiction we began intelligent pumping irrigation system, purpose is to liberate their hands, let them have more time to migrant workers, increase the income of the family. Intelligent pumping irrigation system is with 51 single-chip microcomputer as the core control, YL-69 is a sensor is the soil moisture information to single chip, LCD1602 is to read out the data so that people can see intuitively, the buzzer is a horn sound effect. Use YL-69 to the humidity information to the microcontroller, the microcontroller to process the transmission of information, to judge how to perform, and then the signal to each controller, which completes the function of a system. Key words: YL-69; humidity; AT89C51MCU; water pump; LCD16 II