基于單片機(jī)的智能灌溉系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)目錄TOC\o"1-3"\h\u23934摘要： 130673引言 2138641.課題研究背景及意義 2162891.1課題研究目的 2205861.2課題發(fā)展的趨勢(shì) 3262142.系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案 370702.1系統(tǒng)的總體構(gòu)成 3260782.2設(shè)計(jì)原理 469323.系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 426893.1AT89C51的主要參數(shù) 4282223.2顯示模塊 6203263.3A/D的轉(zhuǎn)換 6244513.4繼電器 7190393.5物聯(lián)網(wǎng)模塊 8221183.6溫濕度模塊 8127844.系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 9123204.1流程和運(yùn)行過(guò)程 951394.2LCD1602顯示程序 10230154.3按鍵程序 11194165.系統(tǒng)驗(yàn)證與調(diào)試結(jié)果 1188115.1仿真設(shè)計(jì) 11300635.2實(shí)物展示 1293075.3硬件調(diào)試 12233276.總結(jié) 1431213參考文獻(xiàn) 14摘要：為了更加合適的利用水資源，提高水資源的利用率，也為了能夠在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中更好的發(fā)揮作用，通過(guò)以AT89C51單片機(jī)為核心，以土壤溫濕度檢測(cè)器和esp8266物聯(lián)網(wǎng)模塊為主體，設(shè)計(jì)出一個(gè)可以通過(guò)手機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)土壤的溫濕度并且及時(shí)的在手機(jī)上反饋出來(lái)，然后通過(guò)手機(jī)遠(yuǎn)程遙控澆水的系統(tǒng)，及時(shí)的解決因天氣變化所帶來(lái)的不可預(yù)知的因素，能夠解決傳統(tǒng)的一些用水過(guò)量或者用水不足的問(wèn)題，本系統(tǒng)就是通過(guò)這些一系列設(shè)計(jì)出一套完整的自動(dòng)灌溉系統(tǒng)。關(guān)鍵詞：AT89C51單片機(jī)；溫濕度檢測(cè)器；ESP8266物聯(lián)網(wǎng)模塊；遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)引言我國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)，農(nóng)業(yè)出口產(chǎn)量十分巨大。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，農(nóng)業(yè)作為國(guó)家的重要戰(zhàn)略之一，發(fā)揮著十分重要作用，位于華北平原的河南是農(nóng)業(yè)大省，被譽(yù)為國(guó)家的糧倉(cāng)，每年到炎熱的旱季時(shí)，澆水去解決干旱就是必不可少的。灌溉是農(nóng)作物在莊稼栽培過(guò)程中不可或缺的，當(dāng)本地區(qū)天氣炎熱時(shí)，幾乎每日都需要進(jìn)行灌溉。由于各種農(nóng)作物在土壤中的灌溉的時(shí)間和地點(diǎn)不同，所使用的灌溉材料和水量也就不同，因此往往會(huì)大大地增加了勞動(dòng)力和成本?，F(xiàn)在市面上有各種各樣的灌溉機(jī)器，大口徑的機(jī)器，一般是用于抽水的，例如養(yǎng)殖戶在池塘里換水，需要把原來(lái)的水抽出來(lái)，然后用大口徑的管子蓄水。也有的是那種口徑比較小的，一般是用于大棚或者是小塊土地的灌溉?，F(xiàn)在這個(gè)階段，我國(guó)的很大一部分是用直接灌溉的方式，這樣的情況下，隨著淡水資源的枯竭，人們對(duì)水資源的需求會(huì)越來(lái)越大，而這種傳統(tǒng)的灌溉方式，必然會(huì)被社會(huì)所淘汰。所以為了防止水資源的浪費(fèi)我國(guó)能夠更好的利用水資源，設(shè)計(jì)出這樣的比較智能的灌溉系統(tǒng)。課題研究背景及意義1.1課題研究目的雖然世界上有幾大洋的水資源，但那畢竟是海水，是不能直接飲用和灌溉的，我們需要的是淡水資源REF_Ref22827\r\h[1]。兩極冰川雖然底下有大量的淡水資源，但那底下卻冰凍著大量的遠(yuǎn)古病毒，再者，就算南北兩極底下的水能夠喝且沒有含病毒，假如太多的冰進(jìn)行解凍，就會(huì)使海平面急劇上升，屆時(shí)將會(huì)導(dǎo)致有部分國(guó)家就會(huì)完全或者部分被淹沒，世界上大部分國(guó)家都有水資源不足的問(wèn)題REF_Ref26079\r\h[2]。我國(guó)也有嚴(yán)重的水資源不足問(wèn)題。雖然我國(guó)地大物博，但人均每畝土地資源占有量仍然是處于一個(gè)較低的水平，大約只有世界上每個(gè)人的四分之一REF_Ref26174\r\h[3]。針對(duì)我國(guó)農(nóng)業(yè)灌溉的國(guó)情，許多學(xué)者對(duì)開發(fā)適合我國(guó)應(yīng)用的農(nóng)田自動(dòng)灌溉系統(tǒng)這一課題表現(xiàn)了濃厚的興趣，并取得了一系列成果REF_Ref26242\r\h[4]。本文采用了基于微型單片機(jī)的新型智能自動(dòng)灌溉系統(tǒng)，能夠有效的減少田間灌水過(guò)程中的滲透和蒸發(fā)損失。1.2課題發(fā)展的趨勢(shì)灌溉方式開始于小溪和小河流域時(shí)期，將河流轉(zhuǎn)移到整個(gè)農(nóng)田，然后將其中的水流經(jīng)過(guò)溝渠進(jìn)行處理后再分布到整個(gè)農(nóng)作物中，這種方法一般被統(tǒng)稱為引溝灌溉方式，這種引溝灌溉方法的結(jié)果可能會(huì)導(dǎo)致整個(gè)農(nóng)田被淹REF_Ref26304\r\h[5]。到了20世紀(jì)60年代，由于工業(yè)革命的進(jìn)一步發(fā)展，使得燃燒式和電動(dòng)引擎能夠有效地機(jī)械性的增加灌溉水壓時(shí)，傳統(tǒng)灌溉技術(shù)才發(fā)生了一個(gè)根本性的改變REF_Ref26438\r\h[6]。那么新型的灌溉方式就是地下水滴灌溉，地下水滴灌于19世紀(jì)60年代，在納粹德國(guó)的推廣下迅速發(fā)展，20世紀(jì)20年代，在納粹德國(guó)和北白俄羅斯率先開始得到廣泛使用。由此衍生的地面噴霧式淡水滴灌灌溉技術(shù)在20世紀(jì)70年代中期開始大量普及，澳大利亞、美國(guó)和以色列等國(guó)家率先采用。國(guó)際企業(yè)集團(tuán)推廣撒哈拉以南非洲各地農(nóng)村和城市中的小股東采用滴灌技術(shù)，主要原因就是它們?cè)黾恿宿r(nóng)田新鮮蔬菜等經(jīng)濟(jì)作物的總產(chǎn)量，將這些工作和努力融入到園藝人才的培養(yǎng)中，并且能夠取得優(yōu)良的經(jīng)濟(jì)農(nóng)作物的種子，都是由于灌溉效率的增大。灌溉效率指的是農(nóng)場(chǎng)中作物能夠利用的飲用水總和與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中能夠利用的飲用水總和之間的比率REF_Ref26500\r\h[7]。與噴灌相比，滴灌在水量相同的情況下，能使作物產(chǎn)量翻一番，咸水與淡水相結(jié)合而不損害產(chǎn)量。與傳統(tǒng)的灌溉方式不同，恒定的水流使鹽分從植物根系中滲透出來(lái)。咸水的使用可以減少缺水地區(qū)對(duì)淡水的需求，同樣用水量種植的糧食產(chǎn)量可以翻一番REF_Ref26553\r\h[8]。2.系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案2.1系統(tǒng)的總體構(gòu)成首先使用的是電源電路，即在檢查各個(gè)零件都無(wú)誤的情況下，接通電源，然后是使用按鍵模塊，通過(guò)按鍵打開開關(guān)，有復(fù)位鍵，調(diào)整溫度濕度的加減按鍵，通過(guò)顯示電路在顯示屏上顯示出來(lái)。這是在現(xiàn)場(chǎng)觀察的情況下操作的。另一個(gè)是物聯(lián)網(wǎng)電路在網(wǎng)絡(luò)上遠(yuǎn)程操控，可以通過(guò)聯(lián)網(wǎng)模式在手機(jī)上觀察和現(xiàn)場(chǎng)觀察一樣的情況，但目前只適用于安卓手機(jī)。再者還需要通過(guò)土壤監(jiān)測(cè)電路，把在土壤中得到的數(shù)值通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換電路傳給該系統(tǒng)的大腦單片機(jī)中，然后在顯示屏上顯示出來(lái)，最后調(diào)整數(shù)值控制繼電器控制水泵電路，完成灌溉任務(wù)。具體的系統(tǒng)總體框架圖如圖1所示：圖1系統(tǒng)總體框架2.2設(shè)計(jì)原理土壤濕度傳感器通過(guò)監(jiān)測(cè)土壤得到濕度值，經(jīng)過(guò)A/D0832模數(shù)變換，將所接收的模擬信號(hào)和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成一個(gè)數(shù)字信號(hào)，然后再傳送到單片機(jī)對(duì)其進(jìn)行處理。同時(shí)通過(guò)結(jié)合DHT11溫濕度模塊對(duì)環(huán)境適宜度進(jìn)行判斷，如果環(huán)境溫濕度發(fā)生了變化，那么傳感器的電阻值也就會(huì)隨著它的變化而發(fā)生變化，那么再經(jīng)過(guò)模擬信號(hào)轉(zhuǎn)變成了數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換這一重要的過(guò)程，最后得到電壓輸出的數(shù)值也會(huì)不同。然后把這個(gè)數(shù)值傳送到單片機(jī)中，那么單片機(jī)就會(huì)根據(jù)數(shù)值來(lái)判斷要不要進(jìn)行報(bào)警，然后進(jìn)行抽水灌溉。在手機(jī)端也能觀察這些數(shù)據(jù)，但如果感覺濕度太小時(shí)，也可以通過(guò)手動(dòng)在手機(jī)端控制灌溉，可以不用根據(jù)原先設(shè)定的數(shù)值進(jìn)行澆水。3.系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)3.1AT89C51的主要參數(shù)隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，8004單片機(jī)得到了迅速的發(fā)展，但51單片機(jī)一般不具備自編程的能力。8004單片機(jī)的主要性能包括8位CPU、2個(gè)可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器、5個(gè)中斷源、2個(gè)優(yōu)先級(jí)、一個(gè)全雙工串口等REF_Ref26745\r\h[9]。具體原理圖如圖2所示：圖2單片機(jī)原理圖51單片機(jī)電路中的一個(gè)逆轉(zhuǎn)子信號(hào)放大器，即反向放大器，反向信號(hào)放大器的一個(gè)輸入端將被設(shè)置為舊的XTAL1，輸出端則被設(shè)置為新的XTAL2。單片機(jī)的信號(hào)時(shí)鐘主要工作原理模式由內(nèi)部信號(hào)時(shí)鐘放大器和時(shí)鐘主機(jī)的工作原理電路兩個(gè)大部分共同組成，它的主要時(shí)鐘工作電路原理設(shè)計(jì)方式主要含義有兩種，一種主要采用的模式就是內(nèi)部信號(hào)時(shí)鐘機(jī)的工作原理模式，另一種主要采用的模式就是外部信號(hào)時(shí)鐘機(jī)的工作原理模式。那么射頻時(shí)鐘的工作電路原理框圖結(jié)構(gòu)如下圖由表3所示：圖3時(shí)鐘電路內(nèi)部時(shí)鐘方式：內(nèi)部時(shí)鐘的晶振和電容，為整個(gè)51單片機(jī)系統(tǒng)提供振蕩頻率，保證系統(tǒng)時(shí)鐘的正常運(yùn)行。電容的充放性能不僅有效的保護(hù)了振蕩器的穩(wěn)定性，更為重要的是在充放過(guò)程中減少了其寄生電容的產(chǎn)生，提高了整體的穩(wěn)定性。晶振通過(guò)XTAL1和XTAL2與單片機(jī)進(jìn)行相連。外部時(shí)鐘模式：外部時(shí)鐘的一種工作模式主要由外部電路提供的信號(hào)傳輸方式來(lái)進(jìn)行判斷和操縱，外部電路直接通過(guò)連接到一臺(tái)單片機(jī)的XTAL1針端口,而不是使用XTAL2針端口。單片機(jī)的一個(gè)復(fù)位口就是rst口，當(dāng)給單片機(jī)一個(gè)接入的電源，時(shí)鐘控制電路就會(huì)開始正常運(yùn)行REF_Ref27020\r\h[10]。例如，當(dāng)rst端口接收到的一個(gè)高電平連續(xù)時(shí)間超過(guò)了兩個(gè)機(jī)器人工作周期時(shí)，mcu將同時(shí)執(zhí)行一個(gè)高電平復(fù)位的操作，或者當(dāng)定時(shí)器中的計(jì)數(shù)溢出堆棧時(shí)，mcu也會(huì)同時(shí)執(zhí)行一個(gè)高電平復(fù)位的操作。3.2顯示模塊在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需要使用一個(gè)顯示器來(lái)顯示土壤中的水分。目前筆者所設(shè)想的參考型顯示器主要有兩種，一種采用12864的液晶顯示器，另一種采用LCD1602的液晶顯示屏。對(duì)于LCD1602來(lái)說(shuō)，英文的數(shù)字字母表示方式是一種特殊的數(shù)字字符顯示方式，它可以同時(shí)表達(dá)32個(gè)字符，并且有特定的顯示效果，比如字符一個(gè)一個(gè)地顯示，字符從左到右或從右到左顯示。因此，選擇LCD1602模塊，可以在日常監(jiān)測(cè)和觀測(cè)中實(shí)時(shí)的顯示現(xiàn)狀。LCD1602外部引腳如圖4所示：圖4LCD1602外部引腳3.3A/D的轉(zhuǎn)換對(duì)于A/D模塊，選擇了ADC0832，ADC0832能夠單獨(dú)的作為一個(gè)可以輸入的端口，能夠更好更多的控制所需要控制的設(shè)備，另外，在同等大小，同等功能的情況下，考慮到它的實(shí)際應(yīng)用方面，價(jià)格比較低相對(duì)于同類產(chǎn)品，對(duì)于企業(yè)來(lái)說(shuō)，是一種不錯(cuò)的選擇。溫濕度傳感器向單片機(jī)發(fā)送溫濕度模擬信號(hào)時(shí)，需要對(duì)測(cè)試后得到的模擬信號(hào)，進(jìn)行采樣、維護(hù)、量化及編碼四個(gè)操作。ADC0832引腳如圖5所示：圖5ADC0832引腳圖其工作時(shí)序圖如圖6所示：圖6ADC0832轉(zhuǎn)換工作時(shí)序在完成從高到低的跳變后，00和01為差分輸入，10和11為單端輸入，第三個(gè)時(shí)鐘下降沿，DI關(guān)斷；第四個(gè)時(shí)鐘是ADC0832，穩(wěn)定由多路復(fù)用器選擇的信道，并從高阻態(tài)移除DO。3.4繼電器繼電器就是一個(gè)自動(dòng)開關(guān)，僅僅需要一個(gè)小的電流就可以控制通過(guò)其它器件的大電流，在很多種電路中，尤其是在自動(dòng)化設(shè)計(jì)中被廣泛使用。繼電器有很多種，它們大多由線圈、鐵芯、接觸彈簧等組成。當(dāng)有電流通過(guò)時(shí)，電機(jī)內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生電磁效應(yīng)，使電機(jī)工作。如果線圈沒有通電，就不會(huì)產(chǎn)生電磁效應(yīng)，彈簧就會(huì)折斷，在牽引力的作用，就會(huì)使兩個(gè)接觸點(diǎn)在有通電的情況下接通，在沒有通電的情況下斷開，從而控制電路的導(dǎo)通和斷開。具體實(shí)物如圖7所示：圖7繼電器3.5物聯(lián)網(wǎng)模塊當(dāng)DHT11把數(shù)字信號(hào)傳入ESP8266后，它會(huì)有兩個(gè)方向的數(shù)據(jù)傳輸，一個(gè)方向是傳入手機(jī)端，ESP8266有兩種工作模式，一個(gè)是AP，即熱點(diǎn)模式，另一個(gè)是WIFI模式，它的工作頻段為2.4GHZ，當(dāng)把數(shù)據(jù)通過(guò)芯跳包傳入BLINKER中轉(zhuǎn)服務(wù)站時(shí)，在BLINKER這個(gè)APP中通過(guò)數(shù)值在手機(jī)端顯示出來(lái)。另一個(gè)方向是當(dāng)接收到DHT11的數(shù)據(jù)后，ESP8266通過(guò)一個(gè)I/O口產(chǎn)生高電平，然后傳入單片機(jī)，單片機(jī)內(nèi)部通過(guò)一個(gè)判斷語(yǔ)句，判斷是否低于設(shè)定的數(shù)值，單片機(jī)再通過(guò)P1.6端口產(chǎn)生一個(gè)高電平，傳入繼電器端的3.7I/O端，控制水泵澆水。3.6溫濕度模塊DHT11傳感器是一個(gè)根據(jù)原來(lái)已經(jīng)有的數(shù)據(jù)，通過(guò)和傳來(lái)的新數(shù)據(jù)作比較的工作原理，可以監(jiān)測(cè)溫度和濕度，用來(lái)數(shù)字模塊采集還有溫濕度傳感，當(dāng)濕度增大時(shí)，它的阻值也會(huì)變大，當(dāng)濕度減小時(shí)，阻值也會(huì)隨著變小。因?yàn)樗撵`敏度比較高，所以當(dāng)它的變化即使很小的數(shù)值時(shí)，也會(huì)被及時(shí)的上傳給單片機(jī)。它的抗干擾能力也很強(qiáng)，即使在高溫或者低溫的情況下，依然能夠很好的工作。DHT11有三個(gè)引腳接口，1pin引腳連接到VDD電源端子，2pin引腳連接到一個(gè)5歐姆的上拉電阻器，然后借用MCU，4Pin引腳連接到GND端子。細(xì)節(jié)如圖8所示：圖8DHT11的連接4.系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)4.1流程和運(yùn)行過(guò)程本軟件的設(shè)計(jì)是在keil的環(huán)境下實(shí)現(xiàn)的，它簡(jiǎn)單易操作，我們所使用的的代碼是利用C語(yǔ)言。C語(yǔ)言比較基礎(chǔ)，便于上手，可讀性強(qiáng)，邏輯性強(qiáng)。下面是它的流程圖如圖9所示：圖9總體程序流程圖首先對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行初始化，溫濕度檢測(cè)器通過(guò)檢測(cè)土壤所傳來(lái)的信號(hào)，再通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換這一方式，把模擬信號(hào)編碼成數(shù)字信號(hào)，傳入ESP8266中，然后傳入BLINK中轉(zhuǎn)服務(wù)站查看實(shí)時(shí)情況，同時(shí)在手機(jī)端顯示，若濕度低于設(shè)定的數(shù)值時(shí)，可以通過(guò)按鍵遠(yuǎn)程控制澆水。另一方面?zhèn)鬟f給系統(tǒng)的大腦單片機(jī)，單片機(jī)經(jīng)過(guò)處理內(nèi)部判斷是否達(dá)到所需要澆水的標(biāo)準(zhǔn)，若降到所設(shè)置的標(biāo)準(zhǔn)線以下，則驅(qū)動(dòng)繼電器打開驅(qū)動(dòng)水泵電路進(jìn)行澆水，若沒有達(dá)到設(shè)定值，則返回重新判斷。4.2LCD1602顯示程序?qū)CD1602進(jìn)行初始化，判斷是否有按鍵按下或者在繼電器處有無(wú)高電平產(chǎn)生，然后進(jìn)行按鍵掃描，若有產(chǎn)生，則在顯示屏處顯示當(dāng)時(shí)的溫濕度及澆水的量是否到達(dá)最低設(shè)定量等所顯示情況，若沒有，則繼續(xù)顯示當(dāng)前數(shù)據(jù)且無(wú)水泵澆水顯示，具體流程如圖10所示：圖10LCD顯示流程4.3按鍵程序按鍵在和接觸點(diǎn)接觸的時(shí)候，由于它的抖動(dòng)特性，在按下按鍵時(shí)，它不會(huì)立馬接通電路，內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生一系列的抖動(dòng)，同樣，在松開按鍵時(shí)，內(nèi)部電路也不會(huì)立馬斷開，也會(huì)產(chǎn)生一連串的抖動(dòng)，因?yàn)樗亩秳?dòng)時(shí)間很短，一般情況下，都會(huì)需要幾百毫秒，那如果快的話，也會(huì)有幾十毫秒，所以我們平時(shí)肉眼看到的就是以為它會(huì)實(shí)時(shí)的根據(jù)按下或松開進(jìn)行導(dǎo)通和斷開。另外一點(diǎn)就是為了保證當(dāng)按下或者斷開時(shí)，只有一次響應(yīng)，要對(duì)其進(jìn)行消除抖動(dòng)的處理，有硬件去掉抖動(dòng)和通過(guò)軟件去掉抖動(dòng)兩個(gè)部分。硬件消除就是跟一個(gè)按鍵或者是并聯(lián)一個(gè)小型的電容，利用它的充電和放電特性等作用來(lái)徹底消除抖動(dòng)，但實(shí)際應(yīng)用中，因?yàn)樗脑O(shè)計(jì)增加的電路的難度和成本，所以我們一般不采用這一方法。而軟件消抖就比較實(shí)用了，只需要在主程序中加入一個(gè)延時(shí)小程序，能夠控制抖動(dòng)大概在10毫秒左右，就能夠解決這個(gè)問(wèn)題。系統(tǒng)驗(yàn)證與調(diào)試結(jié)果5.1仿真設(shè)計(jì)為完成智能灌溉系統(tǒng)的功能測(cè)試，本文采用Protues對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行仿真。該仿真通過(guò)調(diào)節(jié)電阻的阻值來(lái)模擬實(shí)際環(huán)境中溫濕度的變化對(duì)系統(tǒng)的各個(gè)功能進(jìn)行測(cè)試。當(dāng)模擬電阻阻值發(fā)生變化時(shí)，即溫濕度的數(shù)值發(fā)生變化，LCD1602顯示相應(yīng)數(shù)值，完成功能測(cè)試。然后通過(guò)控制電阻阻值進(jìn)而控制溫濕度的上下限，當(dāng)濕度值低于原設(shè)定的濕度數(shù)值，單片機(jī)I/O口P1.5發(fā)送高電平使蜂鳴器發(fā)聲。當(dāng)土壤的濕度數(shù)值低于原來(lái)所設(shè)定的數(shù)值時(shí)，表明該植株已經(jīng)處于缺水狀態(tài)，此時(shí)由單片機(jī)接收信號(hào)并通過(guò)控制電動(dòng)水泵啟動(dòng)進(jìn)行澆水。當(dāng)溫度達(dá)到系統(tǒng)預(yù)定值,則由單片機(jī)自動(dòng)控制開啟水泵以完成對(duì)澆水操作。其具體仿真圖如圖11所示：圖11仿真圖5.2實(shí)物展示下圖是的器件的散件，主要含有洞洞板、LCD1602、ESP8266、51單片機(jī)、電容、電源線以及若干不同阻值的電阻。具體如下圖12所示：圖12實(shí)物散件5.3硬件調(diào)試按照焊接電路的基本工作結(jié)構(gòu)原理以及示意圖，焊接程序輸入的數(shù)據(jù)實(shí)物，在將該焊接程序數(shù)據(jù)進(jìn)行燒錄后再輸送到AT89C51單片硅電機(jī)中。將兩個(gè)電源總線接通，然后再開始改變其中與土壤的相對(duì)濕度，觀察顯示屏數(shù)據(jù)是否在變化，若隨著溫濕度的變化，顯示屏的數(shù)值也隨之變化，則證明線路連接正常，顯示屏正常工作。當(dāng)顯示正常時(shí)，按下按鈕，水泵正常運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)水將正常抽灌，水泵正常工作。在手機(jī)端觀察顯示的數(shù)據(jù)是否跟顯示屏上的數(shù)據(jù)相同，則證明聯(lián)網(wǎng)正常，網(wǎng)絡(luò)狀況良好，則證明物聯(lián)網(wǎng)模塊正常運(yùn)行。調(diào)試步驟如下：檢查電路有無(wú)漏接或沒有焊牢固比較容易松動(dòng)的零件，測(cè)試結(jié)果與結(jié)論經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的運(yùn)行，系統(tǒng)工作正常，系統(tǒng)能在不同土壤水分條件下正常工作，與理論相符，若在不同的土壤情況下，系統(tǒng)運(yùn)行異常，則需分析是系統(tǒng)硬件還是軟件程序的問(wèn)題，若是硬件問(wèn)題，則需檢查電路是否連接正常，可能由于線路接觸水導(dǎo)致線路短路，等器件晾干再來(lái)重試硬件，若是軟件問(wèn)題，分析可能是程序的最低值寫錯(cuò)或程序燒錄是出現(xiàn)未燒錄成功或者程序不完整。若檢查是正確的，那么程序是正確的，系統(tǒng)可以正常運(yùn)行。具體如圖13所示：圖13實(shí)物成品總結(jié)本設(shè)計(jì)是根據(jù)現(xiàn)階段的實(shí)際情況，設(shè)計(jì)出一款既能夠幫助農(nóng)民自主灌溉，但成本較低操作簡(jiǎn)單的裝置，非常適用于普通家庭用于種植蔬菜水果。主要是為了應(yīng)用到現(xiàn)在的智能灌溉，首先用一個(gè)傳感器計(jì)算得出土壤的平均溫濕度和測(cè)量數(shù)據(jù)，傳給該系統(tǒng)的大腦單片機(jī)，同時(shí)這個(gè)單片機(jī)也通過(guò)一個(gè)數(shù)據(jù)傳輸口將其傳遞到顯示屏，在這個(gè)顯示屏上直接顯示土壤當(dāng)前的溫濕度和測(cè)量值。如果測(cè)量到了某個(gè)數(shù)值，單片機(jī)先是用蜂鳴器來(lái)控制水泵的蜂鳴器，讓它自動(dòng)發(fā)出預(yù)測(cè)的警報(bào)，然后再用蜂鳴器來(lái)控制開關(guān)和水泵的澆水，同時(shí)在顯示屏上顯示出來(lái)。另一部分就是在手機(jī)上遠(yuǎn)程操控，也就是在手機(jī)上可以一鍵澆水。自動(dòng)澆水部分是通過(guò)單片機(jī)對(duì)土壤水分檢測(cè)儀檢測(cè)到的土壤數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，然后通過(guò)控制繼電器對(duì)澆水裝置進(jìn)行控制。澆水一段時(shí)間后，系統(tǒng)檢測(cè)到土壤水分值超過(guò)原來(lái)設(shè)定的最大值，并控制繼電器停止?jié)菜Ｄ壳霸诂F(xiàn)階段這是一款比較經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的產(chǎn)品，未來(lái)可能也會(huì)有更先進(jìn)的技術(shù)，比如可以通過(guò)光照技術(shù)的原理增加一個(gè)太陽(yáng)能板，這樣就不會(huì)再需要電源持續(xù)供電，只要有光就會(huì)一直工作。