太阳追踪系统设计论文

摘要：本文设计了一种自动追踪式的可升降太阳能虫害监测装置。该装置可实现对太阳光的自动追踪，可根据需要调节作业高度，可监测到实际工作效果，其全部动力来源于绿色环保的太阳能。下面小编整理了一些《太阳追踪系统设计论文(精选3篇)》的文章，希望能够很好的帮助到大家，谢谢大家对小编的支持和鼓励。

太阳追踪系统设计论文 篇1：

基于STC89C52单片机的太阳光追踪系统研究

【摘要】本文设计了一种以STC89C52单片机为核心的太阳光追踪系统。我们设计了光电追踪与太阳入射角度计算相结合的追踪方式，实现高精度的追踪控制。为了实现光电跟踪，设计了一种由光敏电阻搭建而成的太阳位置传感器，实现了以STC89C52单片机为控制器的太阳光追踪控制系统的硬件设计，包括系统框架、光电传感器信号处理模块、步进电机模块、外部时钟模块、液晶显示等模块设计以及软件设计。

【关键词】单片机;光电传感器;太阳光追踪

自然光是取之不尽用之不竭的绿色能源。自然光照明既节约大量照明用电，又保护环境，因此如何充分利用自然光进行照明已经成为现在绿色照明的一项重要研究内容。其中，如何提高太阳光利用率，并且实时跟踪太阳的位置以实现光线直射是技术关键。现在光能的应用成为新的研究领域。很多大型建筑中应用太阳光进行“室内采光”已经越来越受到建筑师们的关注，即采集太阳光并利用光缆把它传输到需要的地方，比如会议室、教室、矿井、人防工程、地下商场等。但是，目前太阳能利用效率低的问题一直阻碍着太阳能技术更好的普及。而太阳光自动跟踪装置的研究是提高太阳能效率的重要途径。研究高精度太阳光追踪装置，可以使日光采集的接收效率大幅度提高，从而提高太阳能的利用效率。本文所设计的太阳光自动跟踪装置能够使太阳光保持与太阳光采集器垂直， 保证最大的接收效率， 实现高跟踪精度， 具有一定的实用价值。

一、太阳能追踪系统发展现状

1.國内发展现状

目前，我国太阳能自动跟踪主要有控放式、压差式、比较控制式、时钟式太阳跟踪器。一般时钟式的机电跟踪器和纯机械式的跟踪器精度偏低，因此本设计采用了精度较高的光敏电阻控制的双轴太阳跟踪的控制方式使光伏电池始终面向太阳，并且在日落后能使电池板重新面向东方，以实现日循环运行。

2.国外发展现状

美国在1997年研制成功了单轴二维空间内转动的太阳能追踪装置，此装置安装在低纬度地区的东西朝向上，确实提升了太阳光接收效率，甚至只需设计使其随时间转动即可。但是，随着季节的变化不同地区应用此装置就只能手动调节了，即便如此系统也能提高约15%的太阳光接收效率。1998年出现了双轴的追踪系统。2002年美国研制出了全方位的太阳能追踪系统。

二、控制器以及元器件选择

1.控制方式的选择

太阳能光伏发电技术是利用光学聚光组件，提高入射到太阳能电池表面的光能量密度，因此可以减少系统中太阳能电池的使用成本。目前，太阳能光伏发电技术整体转换效率为 31%～40.7%，它是提高发电效率、降低发电成本的有效途径。因为采用了光学聚光组件，因此聚光装置必须以高控制精度实时地对太阳光进行跟踪。

追日系统一般采用光电追踪和太阳角度计算追踪两种方式：

1）光电追踪是一种闭环追踪方式。这种追踪方式是根据太阳光的入射角度的变化来确定追踪方向。光电追踪系统主要应用CMOS图像传感器或者光敏器件来接收太阳光，并且将接收到太阳光转换为电信号，再经过处理放大后传送给单片机，劲儿由单片机分析判断是否改变电池板的接收角度，同时发送指令控制电机运行，使电池板相应地转动到合适的角度。虽然光电追踪灵敏度较高、结构设计较简单，但容易受天气变化的影响。如果在一定时间里出现阴天、乌云遮日或者其它光源的干扰，将会导致追踪装置无法对准太阳，甚至会引起追踪装置的误动。

2）太阳角度计算追踪是一种开环追踪方式。这种追踪方式根据当地的经纬度以及时间计算太阳光的入射角度，以此数据来修正太阳能电池板的角度，即控制二轴电机转动的角度。与光电追踪相比，太阳角度计算追踪方法的优点是不受天气和其它光源的干扰。但是，由于计算太阳角度所采用的数值不是非常准确，而且时钟存在积累误差和跟踪装置的机械结构误差，以及其它不利因素产生的误差等产生的叠加误差也是不可忽视的。

2.传感器的选择

光敏电阻器是利用半导体的光电效应制成的电阻值随入射光的强弱而变化的电阻器;特点是入射光强时电阻减小，入射光弱时电阻增大。光敏电阻器一般制成薄片结构以吸收更多的光能。当光敏电阻器受到光的照射时，半导体片内就激发出电子空穴对，参与导电并使电路中电流增强。光敏电阻的电极常采用梳状图案以获得高的灵敏度。

3.控制器的选择

51系列单片机属于基本型它从内部的硬件到软件有一套完整的按位操作系统，称作位处理器。51系列的I/O脚的设置和使用非常简单，当该脚作输入脚使用时，只须将该脚设置为高电平（复位时，各I/O口均置高电平）。

4.舵机选择

舵机又称伺服机。优点是结构紧凑、控制简单、大扭力、成本低。舵机的主要性能取决于最大力矩和工作速度。它是一种位置伺服的驱动器，通常适用于需要角度不断变化的控制系统。在机器人机电控制系统中，舵机控制效果是性能的重要影响因素。舵机能够在微机电系统和航模中作为基本的输出执行机构，其简单的控制和输出使得单片机系统很容易与舵机相连。

5.温湿度模块的选择

DHT11数字温湿度传感器是一种已校准数字信号输出的温湿度一体传感器。它应用了采集技术和温湿度传感技术，具有极高的可靠性与稳定性。传感器包含电阻式感湿元件和NTC测温元件，并与高性能8位单片机相连接。DHT11传感器是在精确的湿度校验室中校准，并且在检测信号的过程中需要调用校准系数。传感器具有超小体积和极低功耗的优点，信号传输距离在20米以上。传感器上电后，需要等待1s以跳过不稳定状态。电源引脚VDD与GND之间可以增加100nF的电容，目的是去耦滤波。

三、系统硬件电路设计

1.系统结构图设计

太阳跟踪与驱动控制器以单片机STC89C52为核心建立追踪系统。具体的方案框图如图1所示。

图1 系统结构图

图3 温湿度测量电路

2.信号处理电路的设计

信号检测部分，应用的是光敏电阻检测光强，通过四个方向的光敏电阻的电流和中心的光敏电阻的电流相比较，所得的信号十分微弱，经过两级放大之后，发送给单片机处理以判断太阳的位置，单片机发出命令控制执行结构，调整追踪器方向，直至对准太阳方向。

本设计应用了镜像电流源技术，五个方向的光敏电阻分别和前面的电路部分形成镜像电流源电路，使得集电极电流源一样大，随着不同光敏电阻所受光强不同，因此，实时电阻不同则电压不同，电路图如图2所示。

图4 太阳追踪主程序流程图

3.温湿度测量电路

DHT11作为温湿度检测模块。DHT11是一款数字输出的复合传感器，包含一个电阻式感湿元件和NTC式温度检测元件，可测20～90% RH湿度，误差5% RH，0～50摄氏度。温湿度检测电路如图3所示。

四、系统软件设计

主程序软件设计方案：开机之后，进入复位状态，系统初始化结束后，首先根据DS1302时钟提供的时间来判断此时是否在预设时间范围内，如果不在预设时间范围内，进入等待状态;如果在系统预设的时间范围内，系统首先进行太阳角度计算追踪，达到光电追蹤视场范围内后，如果光线强度达到光电追踪的强度时，系统启动光电追踪方式。否则系统继续采用太阳角度计算追踪。系统运行流程如图4所示。

五、总结

未来太阳光追踪装置的发展将充分应用全自动跟踪技术。首先在机构设计上将朝着大范围、高精度追踪方向发展，并使电池板的太阳光率最大，从而降低发电的成本。其次在系统控制技术方面将采用机、电、光综合控制技术，对太阳光进行全自动跟踪，并且实现大角度、高精度、自动返回等功能。

在世界能源短缺、环境污染日益严重趋势下，开发利用太阳能已成为各国可持续发展的能源战略决策，随着各国政府的高度重视和加大投入，太阳光追踪系统必将成为各个国家高效利用太阳能的利器而掀起一次照明领域新的革命。

参考文献

[1]谢宜仁.单片机接口技术实用宝典[M].北京：机械工业出版社，2011.

[2]唐颖.单片机技术及C51程序设计[M].北京：电子工业出版社，2012.

[3]杨咸.机械工程控制基础与应用[M].武汉：华中科技大学出版社，2013.

[4]郭天祥编著. 新概念51单片机C语言教程[M].北京：电子工业出版社，2009，1.

[5]胡学海.单片机原理及系统设计实用教程[M].北京：化学工业出版社，2012.

[6]林雪琴.大功率白光LED道路照明系统的设计与实现[D].华南理工大学，2010.

课题信息：基于全自然光的公路隧道智能照明系统关键技术的研究（项目编号：120130063）。

作者：王炳刚 陈霞

太阳追踪系统设计论文 篇2：

自动追踪式可升降太阳能虫害监测装置的设计

摘 要：

本文设计了一种自动追踪式的可升降太阳能虫害监测装置。该装置可实现对太阳光的自动追踪，可根据需要调节作业高度，可监测到实际工作效果，其全部动力来源于绿色环保的太阳能。采用铝型材框架结构结合电动旋转平台、液压油缸实现对太阳光的追踪和对工作高度的调节，通过GPRS技术实现灭虫数据的无线传输，提高了装置的光能利用率，便于管理，从而提高装置的适用性。

关键词：

太阳能自动追踪；可升降；虫害监测

Design of the Solar Liftable Device for Pest Monitoringwith Automatic Tracking

Li Zhiru1，2，Wu Xiaofeng1，2，Li Quangang1，2，Zhang Beihang1，2，Cao Ximing1，2

（1.Harbin Research Institute of Forestry Machinery，the State Forestry Administration，Harbin Heilongjiang 150086，China；

2.Forestry New Technology Research Institute，Chinese Academy of Forestry，Beijing 100091，China）

The solar liftable device for pest monitoring with automatic tracking was designed in this study.The device can automatically track the suns rays.The height of the device can be adjusted according to operational needs，the working performance could be easily monitored，and the driving power were all from the green and environmental solar energy.Aluminum frame structure combining with electric rotating platform and hydraulic cylinder was used to implement solar automatic tracking and the height adjustment.The GPRS technology was used to conduct the wireless transmission.The designed solar liftable device enhanced the efficiency of solar energy utilization，was easy to manage and improved the applicability.

solar；automatic tracking；liftable；pest monitoring

0 引 言

近年来，林业虫害的发生严重制约着当前的林业发展，尤其城市绿地、园林、苗圃、公园和果园等培植树种多元化程度低、害虫天敌少的区域[1]，大面积虫害时有发生[2-3]。主要是蛾蝶类幼虫通过其咀嚼式口器蚕食植物的茎、叶、花、果实和种子，使其表面残缺、孔洞、折断，甚至钻蛀茎杆，造成多种不可修复的机械性损伤[4]。2015年9月，广西防城港市海域红树林爆发虫灾，防城港共有红树林2 182 hm2，仅9月份一个月内遭受虫灾的面积近370 hm2，其中有205 hm2为重度受灾[5]。2015年10月，安徽省北部多个县市遭遇特大虫灾，主要是美国白蛾（Hyphantria cunea）、蜀柏毒蛾（Parocneria orienta ）等，造成柏木受灾面积超过40万hm2[6]。2009年，山东滕州市大面积爆发杨小舟蛾（Micromelalopha troglodyta Graeser）虫灾，虫害发生面积达逾333 hm2，其中重灾面积66.7 hm2，受灾严重地区杨树树叶已被杨小舟蛾的幼虫吃光[7]。

2007年起，北京、天津、河北、辽宁和山东5省（市）就不同程度的发生了美国白蛾等虫害，虫灾不仅危害树木本身，而且对受灾地区的降雨量、自然景观、气候调节、林木经济都会造成很大影响[8-9]。各地用于虫灾防治的资金投入也逐年攀升，例如北京市每年用于虫害防治方面的费用为几个亿，据估计，5a后这一数字更将达到20亿元。很多专家学者对虫害防治措施展开研究：戴修远[10]以浙江省仙居县为例，分析害虫的生长特点和发生规律并探究防治办法。同时，赵卫华[11]以常州市的行道树木为例，归纳总结城市园林虫灾爆发的常规诱因及防治措施。

通过对现有资料的研究发现，多地区虫害监测机制不健全同时虫灾测报不准确，虫灾发生以后得不到及时果断的治理，一旦毛虫进入暴食期就很难遏制，从而造成虫灾。因此，通过对常见害虫的发生和消长规律研究，掌握其生命周期有的放矢的从源头消灭害虫，应用微量传感技术和GPRS[12-13]技术实现灭虫数据的传输以加强管理，对于规避虫灾、保护植物、保护绿地环境具有重要意义。

1 装置的整体工作思路

本设计中的太阳能虫害防治装置，顺应虫害防治和预测预报工作日趋智能化、电子化、可视化的新形势。其太阳能电池板可自动追踪太阳光、可根据实际应用环境调节工作高度[14]。其整体工作思路如图1所示。开机后判断装置工作模式：白天（6：00-18：01）太阳能电池板对蓄电池充电，其中步进电机带动旋转平台使太阳能帆板电池可对太阳光进行追踪，以提高光能利用率，将收集光能转换为电能后储存于蓄电池；夜间（18：01-6：00）由蓄电池供电实现黑光灯吸引害虫、高压电网灭杀害虫、传感器计量、控制模块数据转换、无线传输模块监测灭虫结果等工作[15]。控制部分选择操作简便、较为常用的三维力控组态软件分别与PLC和DTU设备连接，以实现对灭虫数据的监测。

具体针对蛾蝶类成虫的趋光性利用黑光灯发射波长360 nm的UVA紫外光进行诱虫，而后应用太阳能高压电网击穿飞入的害虫躯体以实现灭虫功能，通过数据采集模块和转换模块对等时间间隔内收集的害虫重量，通过压力传感器和红外计数器，对数据进行拾取、转换，最后传输到PC终端。整个过程能量来源于太阳能，安全便捷；其适用性强，结构轻巧，无需焊接，便于安装、拆卸和运输；灭虫过程对环境无污染，低碳作业不占用林区资源和水，完全实现对林区害虫的绿色防控，对保护环境、维持生态稳定及能源的可持续发展有重要意义。

2 机械结构设计

应用SolidWorks软件对装置进行三维建模和模拟计算，该装置的升降调节范围1 500～2 500 mm。其整体结构升降效果和电动旋转平台简图如图2和图3所示。采用太阳能光伏发电技术与自动控制技术相结合，应用体积小、强度高的铝型材框架结构结合电动旋转平台、液压油缸实现对太阳光的追踪和对工作高度的调节。其中电动旋转平台中驱动步进电机的直流电来源于蓄电池，通过定位精准、快速的齿轮传动实现平台的平稳旋转。利用液压油缸调节装置升降，使装置结构紧凑适用性强。镂空的铝型材框架结构更利于林区防风和装置的升降高度观测。

3 控制部分设计

3.1 装置初始角的确定

试验地哈尔滨所在地理位置东经125°42′～130°10′、北纬44°04′～46°40′，斜面日均辐射量15 838 wh（瓦时），峰值日照时数4.399 796 4 w/m2·d（瓦每平方米每天） [16-17]。对太阳光的追踪采用匀速控制法[18-19]，即根据地球固定的自传速度，近似的认为早晨太阳从东方升起经正南方向后落向西方，24h地球自传一周即太阳方位角上15°/h或4 min/°匀速运动，据此探究MPPT（Maximum Power Point Tracking）即对太阳光的最大功率点追踪。

应用匀速控制法对太阳运行轨迹进行追踪，首先应计算太阳能帆板电池安装的初始角度，即通过对试验地点太阳高度角h（sun）和方位角a（sun）的计算确定安装初始角度。如图4所示。

3.2 装置控制原理

设计该装置可根据太阳光的移动，改变太阳能电池板接收光能的角度，可对灭杀害虫重量进行监测并进行数据转换和传输，其控制框图如图5所示。根据装置白天和夜间工作内容的不同，为避免重复动作节省能耗，应判断好时间节点，在程序预设好的时刻将电动旋转平台、质量传感器、数据转换模块等控制元件接入电源。以太阳能电池板自动追踪动作为例，何时接入电动旋转平台其流程简图如图6所示。根据地球匀速自传，太阳方位角每60 min转过15°，近似将太阳能电池板每120 min接入电源一次，每次接电转过30°；因此需要装置对时间节点进行判断：如果需要则将相应的角度参数转换成装置的控制参数，并启动旋转平台以改变太阳能电池板接收光能的角度。

通过质量传感器计量等时间间隔内（具体设置为每120 min）灭杀害虫的重量，对其进行累加，并利用数据采集模块将所统计的灭虫数据进行拾取，再通过数据转换模块将数据采集模块收集的数据转换为可传输的信号，应用GPRS技术将转换后的信号通过无线网络定期传送到固定的IP网络，通过配套的数据分析软件实现对灭虫情况的实时监测。

4 结束语

该装置应用太阳能光伏技术，实现对林区虫害的防治更具优越性。功能上针对有趋光性害虫羽化后的成虫进行绿色灭杀，从源头上终止了害虫的生命周期，避免害虫成虫进入暴食期为害。形式上顺应了当前虫害防治和预测预报工作日趋智能化、电子化、可视化的新形势，广泛适用于城市绿地、园林、苗圃、公园和果园等树种多元化程度低、害虫天敌少、传统防虫手段难于实施的区域。综上所述，该装置应用简便、功能高效、绿色环保，对植物保护和虫害防治工作有重要作用。

【参 考 文 献】

[1]黄大庄，李会平.林木病虫害防治百问百答[M].北京：中国农业出版社，2009.

[2]郝玉山，李国英.内蒙古大兴安岭森林害虫[M].哈尔滨：东北林业大学，2002.

[3]白卫国.桂西南地区马尾松毛虫的大发生原因及防治[J].广西林业科学，2000，30（3）：142-144.

[4]武三安.园林植物病虫害防治（2版）[M].北京：中国林业出版社，2007.

[5]覃广华，何定生.广西防城港红树林暴发虫灾[N/OL].新华网，http：//www.gx.xinhuanet.com/newscenter/2015-09/25/c_1116677721.htm.

[6]王 恺.白蛾袭来-警惕小虫成大灾[N].安徽日报，2015-10-14（05版）.

[7]苏万明，潘林青.山东滕州市爆发虫灾——重灾地区杨树叶被虫吃光[N/OL].新华网，http：//news.qq.com/a/20090804/2015-03/25/.htm

[8]王玉忠.城市园林植物病虫害的发生特点与防治策略[J].河南科技，2013，29（10）：192-193.

[9]任 莺，奚月明，刘 杉，等.城市森林害虫成灾原因及治理对策[J].现代园艺，2012，25（14）：146-147.

[10]戴修远.城市行道树病虫害防治措施-以浙江省仙居县为例[J].城市建设理论研究，2013（29）：52-55.

[11]赵卫华.江苏常州市行道树木常见病虫害防治技术[J].中国园艺文摘，2014，30（4）：123-124.

[12]曹 军，金福宝.基于GPRS实现桥梁检测远程数据传输[J].森林工程，2006，22（2）：25-28.

[13]凌 滨，李锦香.林区电力监测及预测系统的设计[J].林业机械与木工设备，2015，43（1）：32-34.

[14]李芝茹，吴晓峰，李全罡，等.一种自动追踪式可监测的太阳能灭虫装置：中国，ZL2015 2 0788907.9[P].2016-03-23.

[15]李芝茹，董希斌，赵小强，等.可升降太阳能灭虫装置的设计与实现[J].森林工程，2010，26（1）：37-40.

[16]郭 兵.太阳总辐射与日照时数相关关系的区域模型分析[D].西安，西安建筑科技大学，2006.

[17]周晓宇，张新宜，崔 妍，等.1961-2009年东北地区日照时数变化特征[J].气象与环境学报，2013，29（5）：112-120.

[18]王 淼，王保利，焦翠坪，等.太阳能跟踪系统设计[J].电气技术，2009，10（8）：101-103.

[19]刘志龙，刘 晨，仝维超.基于太阳自动追踪的可逆变无线充电系统[J].光电技术应用，2014，33（10）：65-68.

[20]颜 慧.太阳能光伏发电技术[M].北京：水利水电出版社，2014.

作者：李芝茹　吴晓峰　李全罡　张北航　曹曦明

太阳追踪系统设计论文 篇3：

智能灌溉系统的设计与实现

摘  要： 近年来，人们的节水思想发生巨大变化，针对灌溉这一技术的要求也越来越高。为了找寻一种智能化、易控制和不造成水资源浪费的更高效的灌溉技术，新的智能灌溉系统的设计与实现迫在眉睫。本文所计划的智能灌溉系统是基于STC89C52单片机，操纵DHT11温湿度传感器收集温度、湿度和关于植物的相关数据，将数据进行收集和处置后，按照数据对农作物进行相应的智能灌溉，以便充分发挥智能灌溉系统的作用。

关键词： 智能灌溉系统;单片机;传感器

【

【Key words】： Intelligent irrigation system; Single chip microcomputer; The sensor

0  引言

水作為人们的生产生活基础，起着特别重要的作用。中国自古以来就是一个农业大国和人口大国，水资源严重缺少是我国的基本国情，我国每个人拥有的水资源大约只有世界每个人的1/4，但是我国的用水量最多，而且农业用水占我国用水量的一半以上，因此，提高水资源的利用率，对解决我国的农业浇灌用水和缓解水资源短缺有着非常重要的作用[1]。

针对这一情况，基于单片机的智能灌溉系统的设计是我国施行可持续发展的基础，也是发展节水农业，提高农作物产量的必要措施。智能灌溉系统的广泛应用，可以大幅度提高农作物的生长效率，有效的节约水资源，使灌溉更加科学、合理。

1  智能灌溉系统的组成部分

智能灌溉系统的硬件部分首要由单片机核心控制模块、数据采集模块、数据显示模块、阀门控制模块、供电模块、报警模块等构成，此中硬件计划的电路图如图1。单片机核心控制模块首要由STC89C52单片机完成;数据采集模块通过DHT11温湿度传感器来完成，其中A/D转换器也起到很大部分作用：数据显示模块将数据表现到LCD1602液晶显示屏上;报警模块由LED灯和蜂鸣器构成。

基于单片机的智能灌溉系统的硬件设计如图2。

1.1  数据采集

本体系使用DHT11温湿度传感器，其中包括一个电阻式感湿元件和一个NTC测温元件，并与一个高指标8位单片机连接[2]。供电电压为3-5.5 V，温湿度数据的收集经由过程系统的数据采集功能来实现。

1.2  电路控制

为了克服STC89C52单片机在实际操作过程中因容易受到外来因素的干扰而出现的一系列问题，需要为单片机系统配置一个较为稳定的电源模块。此体系是操纵两个电源接口来接通外部电源。

1.3  数据显示

体系将收集到的信息通过STC89C52单片机处理后，经由A/D数据转换器将数据表现到LCD1602液晶显示屏上，也可以表现出环境的温湿度。

1.4  系统报警

当外界温湿度条件超出或低于用户设置的上下限值时，系统的LED灯亮，蜂鸣器报警，实现自动灌溉。当外界条件满足用户设置的上下限值时，系统不发生报警。

2  智能灌溉系统的元器件选择

2.1  STC89C52单片机

STC89C52单片机是STC公司制造的一种低耗能、高性能CMOS8位微控制器，具有8K字节系统可编程Flash存储器[3]。其典范参数以下所示：512字节RAM，4个8位I/O口线，看门狗定时器，内置MAX810复位电路，3个16位定时器/计数器，4个外部间断，全双工串行口，适用电压电压3–5.5 V，工作频率0–40 MHz[4]。

2.2  A/D数据转换器

模数转换包括量化和编码两个过程，量化是将模拟信号量程分成许多离散量化级别，再确定输入信号所属的量化级别，编码是给量化级别分配唯一的数字码，并确定与输入信号相对应的代码[5]。最一般的码制是二进制，它有2的n次方个量级（n为位数），可以按照顺序一个一个编号，模数转换的方法比较多，从转换原理来分可分为直接法和间接法[6]。

2.3  DHT11温湿度传感器

本系统通过DHT11温湿度传感器对温湿度数据进行收集。该种传感用具具有价格低、稳定性强等长处。它的的工作电压为3–5.5 V，平均工作电流为0.2 mA，其较宽的温湿度检测规模和适合的精度值可以达到体系检测的要求。过程中的各个参数通过改变和控制，可以调整其采样的效率和采样精度，而且将采集到的错误数据进行控制处理，就会达到比较精确的测量目标将采集到的错误数据进行控制处理[7]。其电路连接图如图3。

2.4  LCD1602液晶

该液晶屏首要是用于表现温度和湿度的数值，从而在性价比上斟酌，选择了LCD1602字符式显示器，该显示器的表现容量是16×2个字符，带I2C模块LCD1602眦连到焦点芯片STC89C52单片机，它具备多种长处。液晶显示屏的电路设计如图4。

2.5  LED灯和蜂鸣器

通过设置温湿度的上下限报警范畴，可以通过温湿度的转变控制阀门的闭合。当湿度低于下限值时，打开阀门自动进行抽水浇灌，同时LED灯亮，蜂鸣器报警;当湿度高于上限值时，主动关闭阀门再不进行浇灌。当温度高于上限值时，打开阀门举行抽水主动浇灌，同时LED灯亮，蜂鸣器报警;当温度低于下限值时，阀门会主动关闭并且体系会中断浇灌。

3  智能灌溉系统的软件设计

起先根据体系所要实现的功效和计划体系功效的道理，写出一个程序流程图，并且编写程序代码。从接通电源后开始，相应的利用代码对外界温湿度数据的进行采集，通过传感器编写的代码将数据显示到液晶顯示屏上。然后将收集到的数据与管理员设定的数据进行相比，判断是不是有必要举行浇溉。不满足外界前提时，会实现体系报警功效，实现适应外界条件的灌溉。程序流程图如5所示。

4  结语

联系我国的基本国情，针对水资源欠缺这一基本问题，根据单片机设计的智能灌溉系统，利用温湿度传感器进行数据的采集，使用阀门控制水量，以及液晶显示屏进行数据的显示，最后通过LED灯和蜂鸣器实现相应的报警功能，最终实现系统的节水灌溉功能，并在其他灌溉方面起到重要作用。

参考文献

[1]王友贞. 节水灌溉与农业可持续发展[M]. 中国机械出版社， 2005.

[2]刘彦宾， 李丽琼. 温湿度控制器的设计. 无线互联科技， 2016.

[3]韩竺秦， 牛王元， 李玉华， 耿靖宇. 基于STC89C52的太阳能追踪系统设计. 电子质量， 2016.

[4]谢彤. 基于单片机的温室智能灌溉系统设计与实现. 安徽农业科学， 2013， 41（18）， 8048-8049+8068.

[5]代友军. 某型燃油部件测试台CAT系统的开发研究[C]. 软件工程， 2011.

[6]胡婷婷. 分布式放射性探测成像设备数据采集系统研究[C]. 粒子物理与原子核物理， 2013.

[7]陈曦， 董玉华， 杨姚， 等， 王宇航.基于STM32的智能植物照料系统设计. 智能计算机与应用， 2018， 8（4）， 153-156.

作者：张娣 曲子谦 罗文涛