1、 毕业设计开题报告 电子信息工程 盆花的自动浇水系统的设计与实现 1 选题的背景、目的及意义 当今社会，养花已经成为了人们的一种爱好，在业余时间这成为了一种陶冶情操的好方法。但是 由于现在城市的生活节奏比较紧张，工作时间长、工作压力大，再加上时不时的要出差等原因，人们经常会忽略了种养的盆花，经常使花儿处在一种缺水的状态，当有时间去给盆花浇水时，又往往不知道该浇多少水才合适，浇水量不能够做到适度，使花儿处在一种不理想的生活环境中，让花儿不能健康生长，达不到一种好的观赏效果，或者生命力不强的花就这样枯萎或涝死了，影响 的养花者的心情，同时也使养花者遭受了经济上的损失。 如今水资源已经越来越匮乏了，
2、 21 世纪水资源已经变成一种宝贵的稀缺资源，虽然地球上的水总量很多，但是能被我们人类利用的淡水却非常的有限，我国的水资源也不容乐观，虽然总量位居世界第六，但人均量却只有世界人均量的四分之一，而且分布也很不均匀，因此水资源问题已不仅仅是资源问题，更是关系到国家经济、社会可持续发展和长治久安的重大战略问题。所以我们必须节约用水。 考虑到水资源的短缺和重要性，高效的自动化控制节水灌溉技术不但能够有效的节约用水，同时也是现代化的体现，因此 这次在给盆花浇水时采用的方式是目前国际上受到广泛认可和应用的微灌方法。微灌，是按照作物的要求，通过管道系统与安装在末级管道上的灌水器，将水和作物生长所需的养分以较
3、小的流量，均匀、准确地直接输送到作物根部附近土壤的一种灌水方法。与传统的全面积湿润的地面灌和喷灌相比，微灌只以较小的流量湿润作物根区附近的部分土壤，因此，又称为局部灌溉技术。 做到浇水适量是一个重要的部分，这就要求我们对盆中土壤的湿度有一个大致的掌握，采用单片机模糊智能控制系统 1是一种切实可行的方法。系统的工作原理是利用土壤水分传感器测定土壤的 含水量情况，并且把信号送到单片机，然后单片机根据其内置的模糊控制规则，把输入的信号进行模糊判决，根据判决结果作出是否进行灌溉以及灌溉多长时间。有了这个自动浇水系统，那你的盆花将会健康的生长了。 2 相关研究的最新成果及动态 给盆花浇水首先要检测土壤的
4、湿度 2， 目前国内外有很多种检测土壤湿度的仪器和系统 3，有应用 SU-8 粘合技术的湿度传感器 4，该传感器是由 SU-8 真空粘合技术制作的铂压阻压力传感器，铂电阻温度传感器和电容式湿度传感器组成；有基于 3G 和 WSN 的湿度采集系统 5，该系统通过设置若干个无 线传感器网络，构成无线传感器网络群，每个传感器网络由若干传感器节点和 1 个簇头节点组成，传感器节点采集的湿度数据通过无线射频电路传输到无线传感器网络的簇头，簇头节点再传输到无线中继节点，由中继节点发送到 3G 网络，最后传到土壤湿度监测中心，但该系统成本很高，不适合做家庭式的盆花浇水器；有基于GPRS 短信息方式的土壤湿度
5、检测系统 6，本系统由数据采集部分、数据发送和无线通信部分、数据接收及处理部分等组成。通过传感器采集的数据存人单片机(AT89C2051)内；单片机再通过无线通讯模块 GR47 发送和接收数据，下位 机主要完成采集数据、分时存储和上、下位机通信，通过串行接口和电平转换电路与GSM 联接，实现以公众网为平台，通过电信公众网络 7传输数据；有基于 AT89S51单片机的微型土壤湿度检测仪 8，微型土壤检测仪的信号处理系统包括土壤湿度传感器、 MD 采集电路、单片机和微型液晶显示器。其工作过程是：土壤湿度传感器将湿度信号送至 A D 采集电路 9，经 A D 转换后，所得数字信号送入单片机进行数据处
6、理，最后将处理结果发送到微型液晶显示器显示。 作为节水性很强的微灌技术，目前已经在国内外得到的广泛认同和使用。微灌技术很早 就开始有了，但最近一二十年它得到了较快的发展，目前微灌技术用的比较普遍的主要有美国、西班牙、澳大利亚、南非和以色列等国家。 我国自 1975 年以后也开始尝试使用微灌技术，经历了一个引进、消化的过程，最近几年由于国家的重视和实际的需要，各地都在大力发展节水灌溉，微灌在我国进入了快速增长阶段。 3 课题的研究内容及拟采取的研究方法（技术路线）、研究难点及预期达到的目标 土壤电阻值与其湿度有关 10，潮湿时电阻值小，干燥时电阻值大，所以可以通过测定土壤的电阻值来衡量其湿度，这
7、次设计采用的测量电路如图 1 所示，土壤电 阻 R1 与电路内部电容 C1 构成 RC 回路，又与 NE555 构成完整的振荡电路；同时， NE555 把 RC 振荡的波形输出为脉冲信号，方便于与数字控制系统连接以计算电路振荡频率，达到测量湿度的目的。 图 1 湿度检测电路 1.研究内容 1、利用电阻 -频率转换来测量土壤湿度。 2、利用信号控制浇水装置。 3、画出电路图。 4、最后对于某种盆花能进行自动浇水的演示。 2.技术路线 1、了解土壤湿度的概念。 2、根据土壤电阻值与其湿度有关的特性，来测量土壤的湿度。 3、了解微灌的种类，有地表滴灌、地下滴灌、微喷灌和涌泉灌四 种。 4、能利用软件
8、绘制土壤湿度测量的电路图。 3.实现方法和步骤 1、通过资料了解利用电阻测量土壤湿度这个方法的原理。 2、设计电路电路，根据电路图准备好所需的原件，制作一个土壤湿度测量系统。 3、选定某种花卉，根据植物种类、土壤种类来设置湿度值的上、下限。当土壤的湿度值湿度上限值时，系统停止浇灌。当土壤的湿度值 湿度下限值时，系统就进行浇灌。 4、当土壤需要浇灌时，通过系统来控制出水装置进行灌溉。 4.技术难点 1、土壤电阻值与频率之间的转换。 2、控制浇水装置。 3、装水装置的设计。 5.预期目标 1、设计出一个土壤湿度测量系统来对土壤的湿度进行检测。 2、根据测量结果控制浇水装置对土壤进行浇灌，以达到花卉
9、所需的湿度。 4 研究工作详细进度和安排 2010 年 11 月 23 日 2010 年 12 月 5 日 布置毕业设计任务，讲解毕业设计的方法和步骤，查找、分析相关文献资料； 2010 年 12 月 6 日 2011 年 1 月 10 日 初步拟定系统采取的研究方法、设计路线，完成文献综述、外文翻译的撰写； 2011 年 1 月 11 日 2011 年 3 月 5 日 整理相关资料，确定系统完成的主要功能，绘制系统的流程图。完成开题报告； 2011 年 3 月 5 日 2011 年 4 月 8 日 进行详细的系统分析，完成电路的设计，每周汇总情况、问题和进度一次，各人随时可通过电话、 ICQ
10、 或 E-MAIL 联系。开始撰写论文大纲及初稿； 2011 年 4 月 9 日 2011 年 5 月 3 日 系统开发、代码设计、系统调试、修改及优化阶段。 2011 年 5 月 4 日 2011 年 5 月 26 日 完成毕业论文并提交； 2011 年 5 月 27 日 2011 年 5 月 29 日 毕业论文答辩 。 5 参考文献 1王涛 基于单片机控制的盆栽植物生长过程土壤水分测控系统 J 昆明理工大学现代农业工程学院 ， 2010-02， 37/ 2 高睿鹏，李腾，李阳，杨胡江 土壤湿度仪的测量原理及研制 M 北京邮电大学信息与通信工程学院， 北京： 内蒙古农业大学学报 ， 2010
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