基于单片机的智能节水灌溉系统的设计毕业论文

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智能节水灌溉系统是现代农业发展的重要部分。农业用水占人类用水的很大
一部分比例， 且水资源浪费比较严重， 所以我们要研究出高效节能的节水灌溉系
统。
此灌溉系统主要以AT89C51为主，最初泥土的湿度由土壤湿度传感器所取
- s+ V/ s6 v2 @: g4 [3 a* G5 ?得，并将所得的电流信号变为电压信号，送至A/D 转换器， A/D 转换器主要是将
模拟信号转变成数字信号， 此时单片机会处理所接收的信号， 送至LED显示电路，
进而判断土壤要不要灌溉， 如果需要灌溉则会报警。该设计灵活性强， 操作简单，
. A1 Q) D( f; y6 _' b$ P8 L未来很有发展前景。
（一）研究的背景
1.中国水源情况
曾有数据统计显示， 中国人均年水资源是两千两百立方米， 远低于世界人均
水平；中国拥有庞大的人口， 对水的需求量也是相当大。中国在农业方面的用水
/ s5 C3 [+ z0 q! H4 A" J3 P量有四千亿立方米， 占总用水量约有百分之八十， 仅占世界农业总量百分之十七。
9 P$ Q7 `+ x. o" G4 V农田灌溉用水占农业用水总量百分之九十到百分之九十五之间，虽然比例较大，
1 ~' I2 M9 l9 c; m但农业灌溉仍然缺水。虽然有大量的水资源使用在农田上，但由于技术不到位，
7 C0 N% i$ n/ |) P0 v并严重浪费水资源，导致其利用率只有百分之四十三，远低于发达国家。
% n" p: I# B' D" w( D: F7 e. D曾有相关领导总结农业用水的浪费现象， 主要原因一是灌溉水利用率本来就
比较低， 而有效利用率约为百分之四十三， 远远达不到发达国家的水平， 输水渠
道损失的水资源占很大比例，还损坏了相关建筑物；二是灌溉技术水平比较低，
使用传统灌溉模式使得灌水量是实际需求量的一倍甚至两倍。
从以上的调查报告显示， 虽然到处提倡节约用水和科学用水， 但我们并没有
做到，而水资源的匮乏制约农业发展的脚步。面对此状况， 我们必须提高节水灌
溉技术以便于农业的更好发展。
2. 国内外节水灌溉的现状
虽然美国真正所使用的有效灌溉面积比较少， 但使用喷灌和微灌农田的面积
" @$ `/ k4 p0 j# Z5 p9 |- [却占了很大的比例。近些年来，世界上微灌面积呈现出高速发展的状态。印度、
8 R* E& @3 b8 w% x美国在微灌面积的比例在不断提升， 占世界比例的三分之一， 而中国的微观面积
只有0.005。发达国家并且对输水所使用的低压管道相当重视，很多国家将其作
为灌溉使用管道的首要选择。而且有的发达国家使用污水进行地下滴管， 大大减
少了水的浪费率。地下滴管技术也是很多发达国家的选择。
/ S# k/ h+ c: l7 D! y  R中国由于人口众多等原因，耕地面积也是比较大的。从上个世纪70 年代才
6 j$ f& h1 l; @; I2 S/ g8 Z开始采用喷灌技术，使得真正得到灌溉面积占耕地面积的一半，经过30 年，中
7 a" _) P5 k5 }2 g- [国在微灌方面也得到发展，虽然只是很小的一部分，也节约了大量水资源。但是
由于农村经济比较落后， 国家政策与设备的落后等原因， 喷灌技术并没有得
到很好的发展。在最近几十年中， 随着灌溉技术的进步， 农业节水灌溉面积占很
& \* J" y6 a1 Y, P大的比例。虽然微灌技术得到较好发展， 但并不是没有缺点的， 还是有一些问题，
并且与其他国家也有不小的差距。但是技术人员仍在不断创新，不断取得进步，
使得中国在节水灌溉方面有很大的潜力可以被激发。
（二）研究的意义
节水灌溉可以大大减少农业的用水量， 不造成浪费。大家都知道，农业用水
只占人类用水的大部分，而我们生活中和工业所用的水资源只占用一个小部分。
* O7 ~6 v  f7 v% U5 r( [% I但我们农业用水利用率却很低， 白白浪费掉很大一部分水资源， 通过一些措施引
入灌区的水量有一般损失掉了。我们都知道，水是万物之本，是无法替代的。所
( o1 n- C! H3 a2 J0 C: V) ?) T8 A1 G以节水灌溉是很有必要的。节水灌溉措施可以大大提高单位水量的使用效率， 喷
灌、微灌、滴管三种技术都大大减少了用水量，真正做到了节水灌溉。因此，在
水资源越来越缺乏的情况下，节水灌溉技术的推广和普及是非常有必要的。
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