水肥一體化中土壤水分測試儀的研究

欒利香

(山東水利技師學(xué)院水工系，山東淄博，255099)

水肥一體化中土壤水分測試儀的研究

欒利香

(山東水利技師學(xué)院水工系，山東淄博，255099)

此次設(shè)計(jì)選擇DS18B20和STH11兩款傳感器分別對(duì)土壤的溫度和濕度進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，并以Atmega128單片機(jī)為核心，結(jié)合相應(yīng)的外圍電路實(shí)現(xiàn)對(duì)土壤溫濕度的實(shí)時(shí)測量，對(duì)當(dāng)代農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展有一定的幫助。

Atmega128單片機(jī)；土壤含水量；報(bào)警模塊；電源模塊

0 引言

水肥一體化在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中占有重要地位，準(zhǔn)確的測量土壤含水量對(duì)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)合理灌溉有非常重要的作用，農(nóng)業(yè)在灌溉方面的合理化又涉及到節(jié)水問題。[1]

目前為止，測量土壤含水量已有多種快捷又簡單的方法。已應(yīng)用于實(shí)際的方法有土壤水分傳感器法、稱重法(烘干法)、張力計(jì)法（負(fù)壓計(jì)法）、時(shí)域反射法等多種方法[2]。

1 系統(tǒng)基本組成

本研究在分析有關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了土壤水分測試儀。該測試儀的基本組成如圖1所示，其前半部分是用于檢測模擬參數(shù)的溫濕度傳感器。首先采集測量土壤含水量所需要的模擬信號(hào)--溫度和濕度。采集后，通過選定傳感器和ATMega128單片機(jī)的內(nèi)部處理，模擬信號(hào)會(huì)被轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)并做相應(yīng)處理；最后，處理后的數(shù)據(jù)會(huì)被送入報(bào)警模塊、顯示模塊、按鍵模塊并作出相應(yīng)動(dòng)作。在測量過程中若閾值改變則能將新值實(shí)時(shí)存儲(chǔ)到存儲(chǔ)模塊中。

圖1 土壤水分測試儀的基本組成

在該設(shè)計(jì)中，選擇DS18B20用于測量土壤溫度，選擇SHT11測量土壤濕度。兩款傳感器都是數(shù)字量，這是因?yàn)槠鋬?nèi)部集成了轉(zhuǎn)換器和A/D轉(zhuǎn)換器等信號(hào)處理器件。因此，外圍電路中不再需要A/D轉(zhuǎn)換模塊和信號(hào)放大模塊[3][4]。系統(tǒng)原理圖構(gòu)成如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)原理圖

2 主程序設(shè)計(jì)

首先，對(duì)CPU和溫濕度程序進(jìn)行初始化；然后判斷是否有啟動(dòng)按鍵按下，若沒有按鍵按下則繼續(xù)初始化工作，若有按鍵按下則分為兩步，一步判斷有沒有閾值按鍵按下，若有則存儲(chǔ)新的閾值，沒有的話繼續(xù)判斷；另一步則是啟動(dòng)程序，程序啟動(dòng)后顯示屏上進(jìn)行初始化顯示，然后傳感器部分進(jìn)行溫濕度檢測，檢測后的數(shù)據(jù)經(jīng)過轉(zhuǎn)換處理之后顯示在液晶屏上；最后根據(jù)閾值判斷是否超值，若超值則報(bào)警電路動(dòng)作，蜂鳴器震動(dòng)，若未超值則返回繼續(xù)判斷。

3 結(jié)論

土壤水分測試儀在目前的研究中已經(jīng)比較成熟，而且已經(jīng)應(yīng)用到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等各個(gè)方面中，這也給操作人員帶來極大的方便。

[1]郭占軍.便攜式土壤水分測試系統(tǒng)設(shè)計(jì).《測控技術(shù)》,2009,28(12):1-5.

[2]魏勛,盧洪武.土壤水分測量儀的設(shè)計(jì).中國科技核心期刊,2007,26(12):1-76.

[3]郭文松,李光林.基于dsPIC30F2010的土壤水分測量儀的設(shè)計(jì)研究.電子元器件應(yīng)用,2010,12(2):20-22.

[4]王冬.基于STC90C51單片機(jī)的土壤水分檢測系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā).塔里木大學(xué)學(xué)報(bào),2014,26(2):84-88.

Study on soil moisture measuring instrument in the integration of water and fertilizer

Luan Lixiang
(Water Conservancy of Shandong Technician College, Zibo Shandong,255099)

The design options of DS18B20 and STH11 two sensor respectively on soil temperature and humidity for data acquisition, and ATmega128 microcontroller as the core, combined with the corresponding peripheral circuit to realize the real-time measurement of soil temperature and humidity; This design system is easy to use, simple and flexible, help to the rapid development of modern agriculture

Atmega128 MCU； soil moisture；alarm module；power module