單片機的農田灌溉系統設計研究
——評《節水灌溉自動化控制技術管理方法》

李麗麗

（遼源職業技術學院，吉林 遼源 136100）

我國水資源十分短缺且分布不均，農田灌溉水利用率僅在30%～40%之間，水分生產效率未達到1 kg/m3，遠遠不及發達國家水平，節水灌溉是推動我國農業可持續發展的一項重要舉措。為提升我國農作物產量和品質，需提高灌溉水利用率，自動控制技術在農田灌溉中的應用可極大地發展智能灌溉，提高水分生產效率。將單片機應用于農田灌溉自動控制系統，可對土壤墑情進行實時監測，結合所采集數據開展全面分析，進而結合農作物需水特性進行灌溉，以此不僅可提升農田灌溉效率，實現智能灌溉，并具備操作便捷、投入成本低以及使用可靠等有點。因此，對單片機的農田灌溉系統設計進行探索研究，有著十分重要的現實意義。

《節水灌溉自動化控制技術管理方法》是針對節水灌溉自動化控制技術進行研究的書籍，該書從3 個不同方面論述了作者的觀念，提出了適合當前我國國情的農業IT 項目管理體系、節水灌溉自動化控制技術以及項目整體過程。全書共分為6 章，第1 章是IT 項目實施管理概述，對IT 項目管理概述進行了分析，介紹了農業信息技術發展存在的問題與對策。第2 章是農業信息化建設管理方法，分析了IT 項目建設方管理方法，介紹了IT 項目承建方管理方法，探討了IT 項目監理管理方法以及IT 項目體系管理方法。第3 章是節水灌溉自動化控制方案選擇，對節水灌溉自動化控制進行概述，介紹了有線式、無線式、網絡式、智能式以及滴灌自動化控制方式，分析了典型灌溉自控集成系統。第4 章是節水灌溉自控集成平臺開發原理，介紹了集成化灌溉自動化控制方式，闡述了灌溉自動化控制集成平臺，探討了3S 智能灌溉自控系統平臺發展趨勢。第5章是灌溉自控系統開發原理，介紹了灌溉自控系統的采集設備、數據服務器、采集系統數據庫以及客戶端應用。第6 章是灌溉自控系統開發管理案例分析，介紹了IT 項目管理成敗關鍵影響因素，分析了項目管理不同流程的關鍵點。該書理論知識豐富，實例分析充足，具有較強的實用性。

利用單片機在運行期間可通過編程實現相關功能，用戶可根據實際需求對單片機系統設計。單片機應用有：一、收集土壤的相關信息傳輸至系統；二、對收集到的進行信息處理、轉換，得到可直接使用的數據；三通過單片機電磁閥、放大器控制灌溉。

我國西北地區水資源匱乏，農田灌溉用水主要為地下水，地下水位不斷降低，對生態環境產生了不利影響。節水灌溉技術不僅可滿足作物需水要求，節約水資源，緩解水資源緊缺問題。在灌溉過程中，可以應用單片機。首先，系統總體設計。單片機控制系統結構主要可分成單片機模塊、數據采集模塊、輸出模塊三大部分。土壤水分傳感器依托A/D 轉換器采集土壤信息，并將其轉化為可直接呈現的數據，然后通過單片機對其開展相關處理。在土壤水分進入到相應標準時，系統將按照先前調節的時間進行灌溉。在灌溉時，系統顯示屏上會實時呈現對應的灌溉時間及土壤的相關信息。其次，硬件部分設計。如前文所述，農田灌溉系統將單片機作為核心控制器，依托A/D 轉換器將傳感器獲取的信息傳輸至單片機開展數據處理。單片機進行對比、判斷，有效針對地調節相應的繼電器，進一步調節水泵開展灌溉。與此同時，可通過按鍵調節預設的土壤溫濕度標準。再次，軟件部分設計。第一步對單片機予以初始化處理；接著通過單片機對土壤濕度傳感器的電壓信號予以處理，因為單片機無法直接判斷電壓信號，因此要利用A/D 轉換器將獲取的電壓信號轉化成單片機可識別的相關信號傳輸至單片機中，進一步進入到下一個指令。于系統顯示器上呈現相關信息。最后，系統仿真設計。在硬件部分設計與軟件部分設計結束后，緊接著要開展軟硬件聯合仿真調試，選取相關軟件建立仿真電路，并對系統源程序予以編譯，獲取目標代碼文件的同時，將其傳輸至單片機予以仿真，實現對系統功能完整與否的有效檢查。

綜上所述，單片機的農田灌溉系統設計表現出一系列優勢特征，諸如工程成本低、安裝操作便捷、故障檢測與報警、實時監測農田的各項信息、抗干擾性強等等，具有極高的應用價值。《節水灌溉自動化控制技術管理方法》一書內容豐富，層次分明，對本文研究單片機的農田灌溉系統設計提供了有益借鑒。