滴灌系统土壤湿度智能监控设计与仿真

启动定时电路时，电磁阀启动，喷头开始给作物滴灌，同时定时电路开始计时。当达到

开始预定的时间时，定时电路产生一个控制信号，使电磁阀停止工作；当停水时间达到

预定时间时，定时电路产生控制信号，使电磁阀开始工作。如此循环，周而复始，实现

滴水的自动控制。滴水和停止滴水都有状态显示。

利用 555 组成的定时电路优点是滴水过程简单，成本低，初步实现了自动化，在一

定程度上节约了用水。其缺点是功能单一，实时控制性不强；555 定时电路的稳定性差，

准确性太低；定时时间一经确定，就不能改变，状态显示无太多必要。

方案二：采用实时控制

实时控制装置针对以上设计的缺点提出的一种解决方案。

决定植物对水的需求量主要是土壤的湿度，而这个参数又是在不停地变化的过程中，

而且在很短的时间内可能变化很大。为了达到实时控制的目的，可以利用湿度传感采集

物生长的环境参数（土壤湿度）转变为电信号，并及时反应处理。当土壤水分达到某个

预定值时，电信号通过控制电磁阀间接地控制滴灌，从而实现了滴灌的自动控制。使用

单片机 AT89C51 作为控制核心器件，将处理好的湿度值显示在 LCD 显示器上，使用者

可根据现实实测值第一时间通过按键手动修改滴灌设置。在不需要手动修改时，系统可

以实现自动滴灌。为方便下载程序，该系统还配有与电脑的通讯接口。总体设计框图如

图 2 所示。使用者还可以通过按键选择显示器当前是显示滴灌时间还是显示当时的日期

和时间。方案二的显著特点是对人的依赖性非常少，能够独立的完成一系列判断，更贴

近实际。

图 2 总体设计框图

2 滴灌装置单元模块设计

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