1. 研究目的与意义
一、课题背景与意义
课题背景：随着科技手段不断进步，在农业生产过程中所使用的浇灌手段逐渐丰富，传统农业生产过程中所使普遍灌溉方式效率低下，不仅大量浪费我国本就不多的水资源，也对人力资源是一种较大的浪费，因此节水型灌溉系统的设计具有很必要的实用价值，但是目前我国所应用的灌溉系统多基于时间控制，易导致水资源大量浪费的同时浇灌效果只能差强人意。
2. 课题关键问题和重难点
一、课题拟解决的关键问题及难点
课题关键问题：
(1)控制端的姿态传递给受控端，并使其用户要求执行命令
3. 国内外研究现状（文献综述）
文献综述
为顺利开展该课题，围绕智能、节水灌溉方面的应用，我查阅了一些著名的学术期刊杂志和专业书籍，检索了一些比较好的专业网站，收集了相关的知识要点，并且进行了仔细的阅读和研究，研究结果如下：
一、国内外研究发展现状
国外：在国际上很少提出“节水灌溉”这个概念，在国际上通常将微灌（含滴灌、微喷灌、涌泉灌等）、低压管道输水灌溉、喷灌和微灌等灌溉方式合称为压力管道灌溉。大体上对应着国内所说的节水灌溉。发达国家如英法美日等国均已采用最为先进的灌溉系统。农业大国如美国、以色列等国家的压力管道灌溉覆盖面积都达到了80％以上。而发达国家的自动化灌溉管理也经历了由最早的水力时间控制到机械控制再到后来的机械电子混合协调控制再到如今获得普遍应用的计算机控制[1]。
国内：我国目前社会经济发展状况以及现代化农业进程的推进的具体情况决定了在现阶段和相当长的一段时间内，我国的节水灌溉体系发展相对国际水平仍有相当长的路要走。从新中国成立后，我国的灌溉农业的发展已经取得了很大的成就，人工灌溉面积由1949年的1600万到1998年翻了三倍，超过了5000万，在灌溉面积中采用节水灌溉的面积也达到了1528万。节水灌溉的农田在仅占54%的灌溉面积上产出了近其余灌溉面积两倍的农作物[2]。
二、节水型灌溉的关键技术
1、LORA技术
我通过查阅文[3]献知道了LORA技术LoRa是美国升特公司提出的低功耗局域网无袋栐准，LoRa 的名字的意思就是远距疼无线电(Long Range Radio)，LoRa最大的特点就是可以是在相同功耗的情况下比其他通信方式传输距房更远，LoRa在相同的功耗条件下传输距离是其余通信手段的3-5倍。LoRa技术中己经对如今常用的物联网通信技术采用了许多改进，才得以实现远距离、低功耗传输的目的。第一种改进方案是基于扩频(CSS)的LoRa扩频调制，在该调制中调制脉沖采用宽带线性频率，基于编码信息的增加或减少而改变其频率。著名的香农定理则表明了若要提高信噪比(SNR)，选择增加信道宽度是一种高效可靠的方法(131。从上个世纪40年代以来，信道表减机制(如多径衰落，多普勒效应和带内干扰）的固有鲁棒性（即稳定性，音译而来）在雷达应用的CSS不敏感结果，而采用了LoRa调制的高达148 dB-20dB（大于现有的sub-GHz）的最大损耗(MCL)通信，这样可以将覆盖范围扩展到千米级并很容易的增加网络容量a4LoRa调制的六个扩展因子具有导致自适应数据速率的特性。该特性可以使得LoRa调制在发送多个不同扩展的信号同时在同一频率信道上[4]。
2、温湿度传感器
温湿度传感器多以温湿度一体式的探头作为测温元件，将温度和湿度信号采集出来，经过稳压滤波、运算放大、非线性校正、V/I 转换、恒流及反向保护等电路处理后，转换成与温度和湿度成线性关系的电流信号或电压信号输出，也可以直接通过主控芯片进行 485 或 232 等接口输出[5]。温湿度一体化传感器是采用数字集成传感器做探头，配以数字化处理电路，从而将环境中的温度和相对湿度转换成与之相对应的标准模拟信号，4-20mA、0-5V 或者 0-10V。温湿度一体化模拟量型传感器它可以同时把温度及湿度值的变化变换成电流 / 电压值的变化，可以直接同各种标准的模拟量输入的二次仪表连接。
3、含水量检测技术
土壤湿度传感器又名：土壤水分传感器、土壤墒情传感器、土壤含水量传感器，主要用来测量土壤容积含水量[6]。做土壤墒情监测及农业灌溉和林业防护目前常用到的土壤湿度传感器有FDR型和TDR型，即频域型和时域型。目前比较流行的是FDR型， FDR频域反射仪是一种用于测量土壤水分的仪器，它具有简便安全、快速准确、定点连续、自动化、宽量程、少标定等优点。FDR通过发送特定频带的扫频测试信号，在导体阻抗不匹配处会产生较强的和发射信号同样频率但不同时段的反射信号，通过傅立叶转换方式分析这些信号，并且通过量测反射信号峰值的频率换算出到线路障碍点的距离[7]。频域反射法（FDR）利用电磁脉冲原理，根据电磁波在土壤中传播频率来测试土壤的表观介电常数，来得到土壤容积含水量FDR 的探头主要由一对电极组成一个电容，其间的土壤充当电介质，电容与振荡器组成一个调谐电路[8]。传感器电容量与两级间被测介质的介电常数成正比关系。当土壤中的水分增加时，其介电常数相应增大，测量电容值也随之上升，导致测量频率也会发生变化，由此测得土壤的含水量。
4、单片机应用技术
随着计算机技术的发展，单片机因具有集成度高、体积小、速度快、价格低等特点而在许多领域如过程控制、数据采集、机电一体化、智能化仪表、家用电器以及网络技术等方面得到广泛应用，从而使这些领域的技术水平、自动化程度大大提高[9]。系统采用CMOS8位单片机的STC89C51作为控制器。STC89C51RC是采用8051核的ISP（In System Programming）在系统可编程芯片，最高工作时钟频率为80MHz，片内含4K Bytes的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元，具有在系统可编程（ISP）特性，配合PC端的控制程序即可将用户的程序代码下载进单片机内部，省去了购买通用编程器，而且速度更快[10]。STC89C51RC系列单片机是单时钟/机器周期(1T)的兼容8051 内核单片机，是高速/ 低功耗的新一代8051 单片机，全新的流水线/精简指令集结构,内部集成MAX810 专用复位电路。
图一 STC89C51单片机
参考文献
[1]孙煜，基于单片机盆栽自动灌溉控制系统的设计[D]，内蒙古农业大学硕士学位论文，2017.
[2]李泽宇. 基于LoRa的智能节水灌溉系统[D].内蒙古大学,2019.
[3]王丽. 基于移动终端的智能节水灌溉系统设计[D].宁夏大，2019.
[4] 孙小春、孙小迎，基于单片机的小型智能灌溉系统设计[J]， 湖北农业科学，2020.11,171-173.
[5] 王怡、梁英等， 基于单片机的农业智能节水灌溉系统设计[J]，南方农机，2020.7,82 94.
[6] 唐江，基于 AT89S52 单片机的自动灌溉系统设计[J]，南方农机，2018-05：95-96.
[7] 张艳鹏、张博阳等，单片机基础实训教程：基于 80C51 Preteus 仿真[M]，哈尔滨工程大学出版社，2016-08.162-168.
[8]李宝烨. 温湿度传感器集成系统设计[D].东南大学,2017.
[9]Rahman R A, Hashim U R, Ahmad S, IoT based temperature and humidity monitoring framework[J]. Bulletin of Electrical Engineering and Informatics, 2020,9(1):13-14.
[10]和健,柳静,尹芳张无敌杨红王昌梅.青稞喷灌节水灌溉系统的设计与管理方案分析[J].南方农业,2021,15(5);226-227.
文献综述
为顺利开展该课题，围绕智能、节水灌溉方面的应用，我查阅了一些著名的学术期刊杂志和专业书籍，检索了一些比较好的专业网站，收集了相关的知识要点，并且进行了仔细的阅读和研究，研究结果如下：
一、国内外研究发展现状
国外：在国际上很少提出“节水灌溉”这个概念，在国际上通常将微灌（含滴灌、微喷灌、涌泉灌等）、低压管道输水灌溉、喷灌和微灌等灌溉方式合称为压力管道灌溉。大体上对应着国内所说的节水灌溉。发达国家如英法美日等国均已采用最为先进的灌溉系统。农业大国如美国、以色列等国家的压力管道灌溉覆盖面积都达到了80％以上。而发达国家的自动化灌溉管理也经历了由最早的水力时间控制到机械控制再到后来的机械电子混合协调控制再到如今获得普遍应用的计算机控制[1]。
国内：我国目前社会经济发展状况以及现代化农业进程的推进的具体情况决定了在现阶段和相当长的一段时间内，我国的节水灌溉体系发展相对国际水平仍有相当长的路要走。从新中国成立后，我国的灌溉农业的发展已经取得了很大的成就，人工灌溉面积由1949年的1600万到1998年翻了三倍，超过了5000万，在灌溉面积中采用节水灌溉的面积也达到了1528万。节水灌溉的农田在仅占54%的灌溉面积上产出了近其余灌溉面积两倍的农作物[2]。
二、节水型灌溉的关键技术
1、LORA技术
我通过查阅文[3]献知道了LORA技术LoRa是美国升特公司提出的低功耗局域网无袋栐准，LoRa 的名字的意思就是远距疼无线电(Long Range Radio)，LoRa最大的特点就是可以是在相同功耗的情况下比其他通信方式传输距房更远，LoRa在相同的功耗条件下传输距离是其余通信手段的3-5倍。LoRa技术中己经对如今常用的物联网通信技术采用了许多改进，才得以实现远距离、低功耗传输的目的。第一种改进方案是基于扩频(CSS)的LoRa扩频调制，在该调制中调制脉沖采用宽带线性频率，基于编码信息的增加或减少而改变其频率。著名的香农定理则表明了若要提高信噪比(SNR)，选择增加信道宽度是一种高效可靠的方法(131。从上个世纪40年代以来，信道表减机制(如多径衰落，多普勒效应和带内干扰）的固有鲁棒性（即稳定性，音译而来）在雷达应用的CSS不敏感结果，而采用了LoRa调制的高达148 dB-20dB（大于现有的sub-GHz）的最大损耗(MCL)通信，这样可以将覆盖范围扩展到千米级并很容易的增加网络容量a4LoRa调制的六个扩展因子具有导致自适应数据速率的特性。该特性可以使得LoRa调制在发送多个不同扩展的信号同时在同一频率信道上[4]。
2、温湿度传感器
温湿度传感器多以温湿度一体式的探头作为测温元件，将温度和湿度信号采集出来，经过稳压滤波、运算放大、非线性校正、V/I 转换、恒流及反向保护等电路处理后，转换成与温度和湿度成线性关系的电流信号或电压信号输出，也可以直接通过主控芯片进行 485 或 232 等接口输出[5]。温湿度一体化传感器是采用数字集成传感器做探头，配以数字化处理电路，从而将环境中的温度和相对湿度转换成与之相对应的标准模拟信号，4-20mA、0-5V 或者 0-10V。温湿度一体化模拟量型传感器它可以同时把温度及湿度值的变化变换成电流 / 电压值的变化，可以直接同各种标准的模拟量输入的二次仪表连接。
3、含水量检测技术
土壤湿度传感器又名：土壤水分传感器、土壤墒情传感器、土壤含水量传感器，主要用来测量土壤容积含水量[6]。做土壤墒情监测及农业灌溉和林业防护目前常用到的土壤湿度传感器有FDR型和TDR型，即频域型和时域型。目前比较流行的是FDR型， FDR频域反射仪是一种用于测量土壤水分的仪器，它具有简便安全、快速准确、定点连续、自动化、宽量程、少标定等优点。FDR通过发送特定频带的扫频测试信号，在导体阻抗不匹配处会产生较强的和发射信号同样频率但不同时段的反射信号，通过傅立叶转换方式分析这些信号，并且通过量测反射信号峰值的频率换算出到线路障碍点的距离[7]。频域反射法（FDR）利用电磁脉冲原理，根据电磁波在土壤中传播频率来测试土壤的表观介电常数，来得到土壤容积含水量FDR 的探头主要由一对电极组成一个电容，其间的土壤充当电介质，电容与振荡器组成一个调谐电路[8]。传感器电容量与两级间被测介质的介电常数成正比关系。当土壤中的水分增加时，其介电常数相应增大，测量电容值也随之上升，导致测量频率也会发生变化，由此测得土壤的含水量。
4、单片机应用技术
随着计算机技术的发展，单片机因具有集成度高、体积小、速度快、价格低等特点而在许多领域如过程控制、数据采集、机电一体化、智能化仪表、家用电器以及网络技术等方面得到广泛应用，从而使这些领域的技术水平、自动化程度大大提高[9]。系统采用CMOS8位单片机的STC89C51作为控制器。STC89C51RC是采用8051核的ISP（In System Programming）在系统可编程芯片，最高工作时钟频率为80MHz，片内含4K Bytes的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元，具有在系统可编程（ISP）特性，配合PC端的控制程序即可将用户的程序代码下载进单片机内部，省去了购买通用编程器，而且速度更快[10]。STC89C51RC系列单片机是单时钟/机器周期(1T)的兼容8051 内核单片机，是高速/ 低功耗的新一代8051 单片机，全新的流水线/精简指令集结构,内部集成MAX810 专用复位电路。
图一 STC89C51单片机
参考文献
[1]孙煜，基于单片机盆栽自动灌溉控制系统的设计[D]，内蒙古农业大学硕士学位论文，2017.
[2]李泽宇. 基于LoRa的智能节水灌溉系统[D].内蒙古大学,2019.
[3]王丽. 基于移动终端的智能节水灌溉系统设计[D].宁夏大，2019.
[4] 孙小春、孙小迎，基于单片机的小型智能灌溉系统设计[J]， 湖北农业科学，2020.11,171-173.
[5] 王怡、梁英等， 基于单片机的农业智能节水灌溉系统设计[J]，南方农机，2020.7,82 94.
[6] 唐江，基于 AT89S52 单片机的自动灌溉系统设计[J]，南方农机，2018-05：95-96.
[7] 张艳鹏、张博阳等，单片机基础实训教程：基于 80C51 Preteus 仿真[M]，哈尔滨工程大学出版社，2016-08.162-168.
[8]李宝烨. 温湿度传感器集成系统设计[D].东南大学,2017.
[9]Rahman R A, Hashim U R, Ahmad S, IoT based temperature and humidity monitoring framework[J]. Bulletin of Electrical Engineering and Informatics, 2020,9(1):13-14.
[10]和健,柳静,尹芳张无敌杨红王昌梅.青稞喷灌节水灌溉系统的设计与管理方案分析[J].南方农业,2021,15(5);226-227.文献述
为顺利开展该课题，围绕智能、节水灌溉方面的应用，我查阅了一些著名的学术期刊杂志和专业书籍，检索了一些比较好的专业网站，收集了相关的知识要点，并且进行了仔细的阅读和研究，研究结果如下：
一、国内外研究发展现状
国外：在国际上很少提出“节水灌溉”这个概念，在国际上通常将微灌（含滴灌、微喷灌、涌泉灌等）、低压管道输水灌溉、喷灌和微灌等灌溉方式合称为压力管道灌溉。大体上对应着国内所说的节水灌溉。发达国家如英法美日等国均已采用最为先进的灌溉系统。农业大国如美国、以色列等国家的压力管道灌溉覆盖面积都达到了80％以上。而发达国家的自动化灌溉管理也经历了由最早的水力时间控制到机械控制再到后来的机械电子混合协调控制再到如今获得普遍应用的计算机控制[1]。
国内：我国目前社会经济发展状况以及现代化农业进程的推进的具体情况决定了在现阶段和相当长的一段时间内，我国的节水灌溉体系发展相对国际水平仍有相当长的路要走。从新中国成立后，我国的灌溉农业的发展已经取得了很大的成就，人工灌溉面积由1949年的1600万到1998年翻了三倍，超过了5000万，在灌溉面积中采用节水灌溉的面积也达到了1528万。节水灌溉的农田在仅占54%的灌溉面积上产出了近其余灌溉面积两倍的农作物[2]。
二、节水型灌溉的关键技术
1、LORA技术
我通过查阅文[3]献知道了LORA技术LoRa是美国升特公司提出的低功耗局域网无袋栐准，LoRa 的名字的意思就是远距疼无线电(Long Range Radio)，LoRa最大的特点就是可以是在相同功耗的情况下比其他通信方式传输距房更远，LoRa在相同的功耗条件下传输距离是其余通信手段的3-5倍。LoRa技术中己经对如今常用的物联网通信技术采用了许多改进，才得以实现远距离、低功耗传输的目的。第一种改进方案是基于扩频(CSS)的LoRa扩频调制，在该调制中调制脉沖采用宽带线性频率，基于编码信息的增加或减少而改变其频率。著名的香农定理则表明了若要提高信噪比(SNR)，选择增加信道宽度是一种高效可靠的方法(131。从上个世纪40年代以来，信道表减机制(如多径衰落，多普勒效应和带内干扰）的固有鲁棒性（即稳定性，音译而来）在雷达应用的CSS不敏感结果，而采用了LoRa调制的高达148 dB-20dB（大于现有的sub-GHz）的最大损耗(MCL)通信，这样可以将覆盖范围扩展到千米级并很容易的增加网络容量a4LoRa调制的六个扩展因子具有导致自适应数据速率的特性。该特性可以使得LoRa调制在发送多个不同扩展的信号同时在同一频率信道上[4]。
2、温湿度传感器
温湿度传感器多以温湿度一体式的探头作为测温元件，将温度和湿度信号采集出来，经过稳压滤波、运算放大、非线性校正、V/I 转换、恒流及反向保护等电路处理后，转换成与温度和湿度成线性关系的电流信号或电压信号输出，也可以直接通过主控芯片进行 485 或 232 等接口输出[5]。温湿度一体化传感器是采用数字集成传感器做探头，配以数字化处理电路，从而将环境中的温度和相对湿度转换成与之相对应的标准模拟信号，4-20mA、0-5V 或者 0-10V。温湿度一体化模拟量型传感器它可以同时把温度及湿度值的变化变换成电流 / 电压值的变化，可以直接同各种标准的模拟量输入的二次仪表连接。
3、含水量检测技术
土壤湿度传感器又名：土壤水分传感器、土壤墒情传感器、土壤含水量传感器，主要用来测量土壤容积含水量[6]。做土壤墒情监测及农业灌溉和林业防护目前常用到的土壤湿度传感器有FDR型和TDR型，即频域型和时域型。目前比较流行的是FDR型， FDR频域反射仪是一种用于测量土壤水分的仪器，它具有简便安全、快速准确、定点连续、自动化、宽量程、少标定等优点。FDR通过发送特定频带的扫频测试信号，在导体阻抗不匹配处会产生较强的和发射信号同样频率但不同时段的反射信号，通过傅立叶转换方式分析这些信号，并且通过量测反射信号峰值的频率换算出到线路障碍点的距离[7]。频域反射法（FDR）利用电磁脉冲原理，根据电磁波在土壤中传播频率来测试土壤的表观介电常数，来得到土壤容积含水量FDR 的探头主要由一对电极组成一个电容，其间的土壤充当电介质，电容与振荡器组成一个调谐电路[8]。传感器电容量与两级间被测介质的介电常数成正比关系。当土壤中的水分增加时，其介电常数相应增大，测量电容值也随之上升，导致测量频率也会发生变化，由此测得土壤的含水量。
4、单片机应用技术
随着计算机技术的发展，单片机因具有集成度高、体积小、速度快、价格低等特点而在许多领域如过程控制、数据采集、机电一体化、智能化仪表、家用电器以及网络技术等方面得到广泛应用，从而使这些领域的技术水平、自动化程度大大提高[9]。系统采用CMOS8位单片机的STC89C51作为控制器。STC89C51RC是采用8051核的ISP（In System Programming）在系统可编程芯片，最高工作时钟频率为80MHz，片内含4K Bytes的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元，具有在系统可编程（ISP）特性，配合PC端的控制程序即可将用户的程序代码下载进单片机内部，省去了购买通用编程器，而且速度更快[10]。STC89C51RC系列单片机是单时钟/机器周期(1T)的兼容8051 内核单片机，是高速/ 低功耗的新一代8051 单片机，全新的流水线/精简指令集结构,内部集成MAX810 专用复位电路。
图一 STC89C51单片机
参考文献
[1]孙煜，基于单片机盆栽自动灌溉控制系统的设计[D]，内蒙古农业大学硕士学位论文，2017.
[2]李泽宇. 基于LoRa的智能节水灌溉系统[D].内蒙古大学,2019.
[3]王丽. 基于移动终端的智能节水灌溉系统设计[D].宁夏大，2019.
[4] 孙小春、孙小迎，基于单片机的小型智能灌溉系统设计[J]， 湖北农业科学，2020.11,171-173.
[5] 王怡、梁英等， 基于单片机的农业智能节水灌溉系统设计[J]，南方农机，2020.7,82 94.
[6] 唐江，基于 AT89S52 单片机的自动灌溉系统设计[J]，南方农机，2018-05：95-96.
[7] 张艳鹏、张博阳等，单片机基础实训教程：基于 80C51 Preteus 仿真[M]，哈尔滨工程大学出版社，2016-08.162-168.
[8]李宝烨. 温湿度传感器集成系统设计[D].东南大学,2017.
[9]Rahman R A, Hashim U R, Ahmad S, IoT based temperature and humidity monitoring framework[J]. Bulletin of Electrical Engineering and Informatics, 2020,9(1):13-14.
[10]和健,柳静,尹芳张无敌杨红王昌梅.青稞喷灌节水灌溉系统的设计与管理方案分析[J].南方农业,2021,15(5);226-227.v
4. 研究方案
单片机是一个微型计算机，该计算机将 CPU、寄存器、RAM/ROM、I/O 接口电路通过合理的联接在一起并集成在一块电路芯片上。我采用AT89C51单片机节水灌溉控制系统的核心部分。用单片机为控制核心，通过多路数据采集模块、数据处理模块、显示模块、按键模块、报警模块及控制模块最终实现节水型灌溉系统的设计。具体设计内容包括：利用多路传感器检测土壤的温度和含水量，并将检测到的信号发送给节点单片机，节点单片机实时显示当前土壤的温度湿度并通过Lora模块发送给中心单片机，中心单片机经过统一处理来决定控制是否需要浇水，将处理结果发送给节点单片机。如图二所示。
图二系统硬件结构图
1. 土壤湿度传感器
土壤湿度传感器选用YL-69，如图三所示，其内部有一个电容，当电容受到不同湿度的影响，它的电阻值可以改变。当土壤含水量发生变化时，它的电阻值立即发生变化，从而可以产生不同大小的电信号，这样就能 将土壤的湿度信息直接转化成电信号[3]。YL-69 传 感 器 的 模 拟 量 电 压 输 出 接 口 为 AO，将 AO 与 ADC0809 芯片的 IN0 模拟输入端口相连进行 A/D 转 换，将转换后的数字信号由 DO 端口传输给单片机。湿度对应的电压范围为：5.0 V 干燥，对应 0% 湿度，4.0 V 对应 25% 湿度，1.0 V 对应湿度 80%。 程序设计水泵电机的开关，当湿度为 25% 也就是 4.0 V 时候，电机开启水泵。
图三土壤湿度传感器YL-69
2. SHT11 芯片
如图四所示，该芯片不仅包含基于湿敏电容的微型相对湿度传感器、基于带隙电路的微型温度传感器，还有14位A－D 转换器和二线 串行接口，能输出经过校准的相对湿度和温度串行数据，适配各种单片机构成湿度检测系统，利用单片机还可以对测量值进行非线性补偿[5]。 SHT11 默认的测量温度和相对湿度的分辨力分别为 14 位、12 位，若将状态寄存器的第 0 位置成“1”,则分辨率依次将为 12 位、8 位， 本系统只需要利用8位分辨力，通过降低芯片的分辨力可以提高数据的测量速率，减小芯片消耗的功耗[6]。SHT11为超小型器件，外形尺寸仅为长 7．62mm、宽 5．08mm、高 2．5mm，质量为 0．1g，采用＋5V 电源供电，电源电压允许范围是＋2．4V～＋5．5V，在测量阶段的工作电流为550微安，平均工作电流为28 微安（12 位）或2微安（8 位）。
图四 SHT11 芯片
3. LM2596芯片
在供电模块中，为了更好地稳定电压，我采用了大容量蓄电池作为电能储存和稳压的器件，同时需要保证电池的输出电压范围为11.3-12.TV，此外，在充电的过程中还需要限制充电电流，这里我采用了三极管来实现这个目标。在起始充电时使三极管处于饱和极状态，从而完成了对电池的恒压稳定充电。与此同时为了遊免发热损坏电池以及对充电电池实施保护增加了对充电电池温度的实时检测和通过控制继电器来断开充电电路等两个功能，这样就构成了一个完整的充电系统。系统供电部分的电压转换芯片为美国半导体公司研制生产的LM2596，该芯片是一款降压开关型集成稳压的芯片，具有3A电流稳定输出，固定频率振荡器为150KHz，基淮稳压器为1.23V。与此同时LM2596芯片具有良好限制电流功能、热关断电路等完善的保护电路功能。如图五所示。
图五 LM2596芯片
系统软件流程设计：
系统软件流程框图如图六所示，通过土壤湿度传感器去检测电路中的湿敏电阻完成对土壤的湿度检测，同时检测到的电流信号通过相应处理转变成电压信号，电压信号输入到A/D转换器ADC0809中输出数字信号。系统首先对土壤的湿度进行检测，将检测结果传输到LED显示电路进行显示，这样能够实时的去监测土壤的湿度,在系统中对土壤的温度范围进行设置，然后通过相应的模糊算法来完成对水阀的开关控制。LORA模块对控制，如果检测结果不符合设定值则蜂鸣器报警闪烁。整个系统主要由AT89C51系统电路、电源电路、湿度检测电路、显示电路、开关控制电路等设备组成。
图六软件流程图
5. 工作计划
工作计划
第一周 接受任务书，领会课题含义，按要求查找相关资料
第二周 阅读相关资料，理解有关内容；
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