电子创新报告

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设计名称：自动灌溉

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目录

一、摘要

二、方案选择与论证

2.1设计原则-------------------------------------------------

2.2总体设计方案-------------------------------------------

2.2.1设计思路-------------------------------------

三、系统的具体实现和设计

3.1系统的硬件设计--------------------------------------------

3.1.1电源部分--------------------------------------

3.1.2显示器接口----------------------------------

3.1.3土壤湿度传感器---------------------------

3.1.4水泵-------------------------------------------

3.2系统设计实验过程----------------------------------------

3.2.1测试结果过程-------------------------------

四、实验结论

一、摘要

目前，盆栽植物作为一种绿色、天然、健康的植物，就成了人们追求高品质生活的首选，但随着社会的高速发展和生活节奏的加快，人们的生活越来越忙碌，因加班、出差、早起及各种各样繁杂的事情经常会将“照顾”盆栽植物的事忘在脑后.该款装置将花土水分监测和浇灌实现自动化，提高了植物的科学浇灌的同时也减轻了人们的“负担”。

水资源的合理利用具有十分重要的意义。相比发达国家，目前我国灌溉方式还存在一定差距。因此农业灌溉自动化成为一个重要的研究方向。PLC具有优良的技术性能，利用PLC控制的灌溉系统更加智能化、运行的可靠性更高。

该设计介绍了Arduino在自动节水灌溉控制系统中的应用，能根据不同类型的土地进行分类灌溉。系统按照不同类型的作物的需水量分别采用不同灌溉模式，系统包括执行机构和控制机构两部分，执行机构主要是电动机作为驱动源，通过控制各电机的启动和停止来控制水泵工作，从而给作物进行灌溉。

方案选择和论证

2.1设计原则：1、完整性原则　　从系统论的观点来看，若要使系统发挥其应有的作用，系统必须完整。因此在对本系统进行设计时，首先要考虑系统的完整性，否则在安装和使用时就会出现这样或那样的问题，并带来许多不必要的麻烦。最好使设计好的系统的性能略高于实际要求，按这样设计的系统扩展性较好。

可靠性原则

可靠性原则考虑的是设计好的系统能否可靠地工作，即系统在规定的条件下和规定的时间内完成规定任务的能力。能否满足重要场合下的可靠性要求、是否进行冗余配置。对计算机测控系统来说，无论其在原理上如何先进、功能如何全面、精度如何高级，但如果可靠性差，故障频繁，不能长期可靠的正常运行，则该系统就没有使用价值。因此系统的可靠性设计应该贯穿整个设计和制造过程中。

经济性原则　　为了获得较高的性能价格比，在进行系统设计时并不是一味的追求复杂的高级方案，在满足性能指标的前提下，尽可能采用简单实用的方案。由于本系统是专用的测控系统，决定系统造价的主要是研制成本，所以尽可能选用成熟的测控方法和设备。

2.2总体设计方案

2.2.1设计思路：

自动浇绿植装置，可以实现根据土壤的湿度状况自动驱动水泵浇水，当湿度满足需求时自动停止。

工作原理为利用水的导电性，使用传感器探头（叉子板)检测两个探头的水分是否满足导电性，若不满足(土壤干燥)则驱动继电器动作，使水泵工作;若满足则使继电器回归原位，使水泵停止工作。

系统的具体实现和设计

3.1系统的硬件设计

3.1.1电源部分：我们采用四节电池来为主板和拓展板提供电源，再用一节电池为水泵提供电源。右图为我们装置的接线图已经一节电池为装置提供电源的图片。

3.1.2显示器接口：LCD有并行通讯和串行通讯两种通讯方式，并行方式响应速度比较快，不过，要占用比较多的I0资源，串行方式虽然速度相对来说比较慢，但是本系统对实时性要求并不是很高，完全可以采用串行通讯方式。另外，我们使用的液晶模块自带字库，编程起来比较容易实现。

3.1.3土壤湿度传感器：由于土壤中含有矿物质离子，这些矿物质离子都溶解在土壤中的水中。如果将两个电极插入土壤中，电极之间就可以通过这些离子导电。通过测量两电极之间的电阻值来表征土壤湿度的大小13-5]。由于两级间的电阻与电压成正比，所以通过计算两级的电压来表征土壤湿度。在测量电压之前，需将传感器得到的模拟电压信号经过Arduino转换为数字信号。

3.1.4水泵：水泵及供水模块中的采用滴灌管有助于节水和均与浇灌,低音水泵不影响正常生活,并且自带储水罐。水泵开始工作后,通过滴灌管进行系统的供水工作，在供水的过程中每30S(根据滴管口径调节)会由土壤湿度检测模块进行湿度的实时监测。当达到合适的湿度值的时候电磁阀和水泵停止工作。

3.2系统设计实验过程

3.2.1测试结果过程：将原件进行相应的连接，组成相应的电路进行调试。通过两周的不断调整最终终于完成了自动灌溉系统的实验。实验过程见我们拍的小视频。

实验结论

我们也通过两周的努力终于将盆栽植物浇水实现自动化，并且在其中的连接过程收益了很多。感觉到了自动化对我们的生活的重要性。