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

(山東水利技師學院水工系，山東淄博，255099)

此次設計選擇DS18B20和STH11兩款傳感器分別對土壤的溫度和濕度進行數據采集，并以Atmega128單片機為核心，結合相應的外圍電路實現對土壤溫濕度的實時測量，對當代農業的快速發展有一定的幫助。

Atmega128單片機；土壤含水量；報警模塊；電源模塊

0 引言

水肥一體化在現代農業中占有重要地位，準確的測量土壤含水量對現代農業合理灌溉有非常重要的作用，農業在灌溉方面的合理化又涉及到節水問題。[1]

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

1 系統基本組成

本研究在分析有關文獻的基礎上，設計了土壤水分測試儀。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--溫度和濕度。采集后，通過選定傳感器和ATMega128單片機的內部處理，模擬信號會被轉換成數字信號并做相應處理；最后，處理后的數據會被送入報警模塊、顯示模塊、按鍵模塊并作出相應動作。在測量過程中若閾值改變則能將新值實時存儲到存儲模塊中。

圖1 土壤水分測試儀的基本組成

在該設計中，選擇DS18B20用于測量土壤溫度，選擇SHT11測量土壤濕度。兩款傳感器都是數字量，這是因為其內部集成了轉換器和A/D轉換器等信號處理器件。因此，外圍電路中不再需要A/D轉換模塊和信號放大模塊[3][4]。系統原理圖構成如圖2所示。

圖2 系統原理圖

2 主程序設計

首先，對CPU和溫濕度程序進行初始化；然后判斷是否有啟動按鍵按下，若沒有按鍵按下則繼續初始化工作，若有按鍵按下則分為兩步，一步判斷有沒有閾值按鍵按下，若有則存儲新的閾值，沒有的話繼續判斷；另一步則是啟動程序，程序啟動后顯示屏上進行初始化顯示，然后傳感器部分進行溫濕度檢測，檢測后的數據經過轉換處理之后顯示在液晶屏上；最后根據閾值判斷是否超值，若超值則報警電路動作，蜂鳴器震動，若未超值則返回繼續判斷。

3 結論

土壤水分測試儀在目前的研究中已經比較成熟，而且已經應用到農業生產等各個方面中，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設計.《測控技術》,2009,28(12):1-5.

[2]魏勛,盧洪武.土壤水分測量儀的設計.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計研究.電子元器件應用,2010,12(2):20-22.

[4]王冬.基于STC90C51單片機的土壤水分檢測系統設計與開發.塔里木大學學報,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