单片机的农田灌溉系统设计研究——评《节水灌溉自动化控制技术管理方法》

李丽丽

（辽源职业技术学院，吉林 辽源 136100）

我国水资源十分短缺且分布不均，农田灌溉水利用率仅在30%～40%之间，水分生产效率未达到1 kg/m3，远远不及发达国家水平，节水灌溉是推动我国农业可持续发展的一项重要举措。为提升我国农作物产量和品质，需提高灌溉水利用率，自动控制技术在农田灌溉中的应用可极大地发展智能灌溉，提高水分生产效率。将单片机应用于农田灌溉自动控制系统，可对土壤墒情进行实时监测，结合所采集数据开展全面分析，进而结合农作物需水特性进行灌溉，以此不仅可提升农田灌溉效率，实现智能灌溉，并具备操作便捷、投入成本低以及使用可靠等有点。因此，对单片机的农田灌溉系统设计进行探索研究，有着十分重要的现实意义。

《节水灌溉自动化控制技术管理方法》是针对节水灌溉自动化控制技术进行研究的书籍，该书从3 个不同方面论述了作者的观念，提出了适合当前我国国情的农业IT 项目管理体系、节水灌溉自动化控制技术以及项目整体过程。全书共分为6 章，第1 章是IT 项目实施管理概述，对IT 项目管理概述进行了分析，介绍了农业信息技术发展存在的问题与对策。第2 章是农业信息化建设管理方法，分析了IT 项目建设方管理方法，介绍了IT 项目承建方管理方法，探讨了IT 项目监理管理方法以及IT 项目体系管理方法。第3 章是节水灌溉自动化控制方案选择，对节水灌溉自动化控制进行概述，介绍了有线式、无线式、网络式、智能式以及滴灌自动化控制方式，分析了典型灌溉自控集成系统。第4 章是节水灌溉自控集成平台开发原理，介绍了集成化灌溉自动化控制方式，阐述了灌溉自动化控制集成平台，探讨了3S 智能灌溉自控系统平台发展趋势。第5章是灌溉自控系统开发原理，介绍了灌溉自控系统的采集设备、数据服务器、采集系统数据库以及客户端应用。第6 章是灌溉自控系统开发管理案例分析，介绍了IT 项目管理成败关键影响因素，分析了项目管理不同流程的关键点。该书理论知识丰富，实例分析充足，具有较强的实用性。

利用单片机在运行期间可通过编程实现相关功能，用户可根据实际需求对单片机系统设计。单片机应用有：一、收集土壤的相关信息传输至系统；二、对收集到的进行信息处理、转换，得到可直接使用的数据；三通过单片机电磁阀、放大器控制灌溉。

我国西北地区水资源匮乏，农田灌溉用水主要为地下水，地下水位不断降低，对生态环境产生了不利影响。节水灌溉技术不仅可满足作物需水要求，节约水资源，缓解水资源紧缺问题。在灌溉过程中，可以应用单片机。首先，系统总体设计。单片机控制系统结构主要可分成单片机模块、数据采集模块、输出模块三大部分。土壤水分传感器依托A/D 转换器采集土壤信息，并将其转化为可直接呈现的数据，然后通过单片机对其开展相关处理。在土壤水分进入到相应标准时，系统将按照先前调节的时间进行灌溉。在灌溉时，系统显示屏上会实时呈现对应的灌溉时间及土壤的相关信息。其次，硬件部分设计。如前文所述，农田灌溉系统将单片机作为核心控制器，依托A/D 转换器将传感器获取的信息传输至单片机开展数据处理。单片机进行对比、判断，有效针对地调节相应的继电器，进一步调节水泵开展灌溉。与此同时，可通过按键调节预设的土壤温湿度标准。再次，软件部分设计。第一步对单片机予以初始化处理；接着通过单片机对土壤湿度传感器的电压信号予以处理，因为单片机无法直接判断电压信号，因此要利用A/D 转换器将获取的电压信号转化成单片机可识别的相关信号传输至单片机中，进一步进入到下一个指令。于系统显示器上呈现相关信息。最后，系统仿真设计。在硬件部分设计与软件部分设计结束后，紧接着要开展软硬件联合仿真调试，选取相关软件建立仿真电路，并对系统源程序予以编译，获取目标代码文件的同时，将其传输至单片机予以仿真，实现对系统功能完整与否的有效检查。

综上所述，单片机的农田灌溉系统设计表现出一系列优势特征，诸如工程成本低、安装操作便捷、故障检测与报警、实时监测农田的各项信息、抗干扰性强等等，具有极高的应用价值。《节水灌溉自动化控制技术管理方法》一书内容丰富，层次分明，对本文研究单片机的农田灌溉系统设计提供了有益借鉴。