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摘 要

现如今电子工业在土壤上的运用已经越来越普遍，土壤的监控和保护也成为了当下研究的热点课题，各项栽培技术都基于对土壤的准确检测之上。本文是基于蓝牙技术检测土壤参数的系统设计，该系统以STC89C52单片机为核心，结合湿度传感器和液晶显示器等外部电路来检测当前土壤的湿度情况，将数据通过蓝牙发送到无线终端进行显示，便于我们在手机上直接观看测量结果。本设计可以对农田土壤参数的检测更为方便，可以及时了解到土壤环境的变化，根据变化做出相对应的措施。

关键词:土壤湿度，蓝牙，单片机，显示器

Abstract:Nowadays electronic industrial are becoming more common in soil.Soil monitoring and protection has become the current research hot topic, the cultivation techniques are based on the accurate detection of the soil.This article is based on blue tooth technology to detect soil parameters.The system design makes STC89C52 single-chip microcomputer as the core, combines with the humidity sensors and LCD and other external circuit to detect the current soil humidity conditions. The datum are sent to the wireless terminal display by blue tooth,we watch measurements on your phone directly.This design can be more convenient for the detection of soil parameters in farmland, and it can make corresponding measures according to the changes.

key words: soil moisture,sensor, micro controller,display

目 录

1.引言 4

1.1设计背景 4

1.2国内外发展现状 5

1.3设计功能 5

2.系统总体设计 6

2.1理论分析 6

2.2元器件选型 6

2.3设计框图 7

3.硬件设计 7

3.1单片机简介 7

3.2显示电路设计 9

3.3湿度电路设计 10

3.4 AD转换电路设计 11

3.5蓝牙通信电路设计 12

4.软件设计 13

4.1主程序设计 14

4.2显示子程序设计 14

4.3湿度子程序设计 16

4.4蓝牙通信子程序设计 18

5. 实物测试 19

结 论 21

参考文献 22

致谢 23

附录：源程序 24

1.引言

1.1设计背景

Soil Humidity是土壤湿度，即土壤含水量，表示土壤干湿程度的物理量，土壤含水量通常表示为干土重量的百分数。我们都知道土壤环境对于农作物的生长起着直接的决定作用。我国拥有960平方公里的陆地领土，领土面积十分广，由于纬度的不同，我国各个地方的降水量也不一致。在我国的南方地区，降水量大，很少出现干旱缺水现象。但是在北方和西北地区，降水量少，土地干旱贫瘠。因此在降水量少的地方，种农作物是一件难题。水资源本来就很少，不可能大规模的给农作物浇水，因此，需要研发出一种系统，该系统能实时检测当前的土壤环境湿度情况，根据不同的湿度情况作出相对应的操作，由此不仅能很好的控制当前土壤的环境情况，在一定程度上，也对节约水资源做出了贡献。

传统的测量土壤湿度的方式较为麻烦，一般常见的测量方式主要有烘干法、电测法和GPS田间定位法。烘干法的原理较为简单，即随机取一块土壤样本，在烘干之前测量样品的重量，然后放在高温下烘烤，当其烘干后再测量样本重量，两者对比，经过计算即可得到当前的湿度情况。这种方法的优点是方便，但在人工取土后，再加上实验室的分析，导致劳动强度的增加，测定过程也比较浪费时间，步骤也比较繁琐。第二种方法是电测法，这种方法主要是根据土壤的水分与土壤中的溶液导电性的密切关系来测定土壤的湿度。虽然这种方法操作简单，仪器低廉，同时可定点连续测定，但是也存在着较多的缺点，比如不够灵敏，在高温条件下测量的数据不够准确，而且测定的过程中需要人工观察，因此布点就不可能较多。第三种方法是GPS田间定位法，这种方法就是要将土壤样品送到实验室中进行一定的处理和分析，不仅消耗了资源还浪费了大量的时间，同时这种方法不能实现连续时间的检测，只能对某一段时间内的土壤湿度进行处理和分析。

传统的检测农田土壤湿度的方法有的过程过于繁琐，操作起来不方便；有的虽然可操作性强，但是太过于简单，难以保证检测的精确度；有的过程是在消耗资源浪费时间，而且共同的缺陷都是缺乏时效性，难以做到对农田土壤的实时监控，所以为了改善常规的检测技术和监测手段，就要多方面的利用现代科学技术的先进成果。

1.2国内外发展现状

全世界每个地方都有各自测量土壤湿度的方式，但是总体而言都难以广泛的推广。目前测量土壤湿度最高的一种方式是TDR测量方式。TDR是一种时域反射技术，这种技术就是一种对反射波进行分析的遥控测量技术，这种方法的好处就是可以在遥控的位置掌握到被测量物体的状况。但是这种方法只能在直流通路下进行工作。国外大多数采用高精度湿度测量仪来对农田的湿度进行检测。但是国内由于科技刚起步，因此国内测量土壤湿度的仪器精度尚且比不上国外。国内目前也有很多的测量湿度的方式，无土栽培技术很大一部分研究内容就是湿度的研究，而更多的是通过网络的无线传感技术来实现对土壤湿度的全面监控。我们知道无线传感器网络是由无中心节点构成的全范围分布系统，它采用随机投放的方法，在监控区域内密集部署所有的传感器节点，这些传感器节点包括数据处理单元、通信模块和传感器模块，它们以无线信道为连接点，进行自由相连从而组成了网络系统。传感器节点利用自身内置的多形式传感器，检测周围环境产生的红外声呐、热量、移动物体的速度、大小和方向等人们所需的物理现象^[1]。

无线传感器网络的特点包括自组织、分布式、拓扑变化和动态性强等，正是因为它拥有多方面的优点，所以在国内外被广泛的应用到医疗、军事、工业、农业和家庭等领域，对于农田土壤湿度的检测也正因为无线传感器网络的普遍使用，难度就大大的降低了，而蓝牙技术也是无线网络技术的一种^[2]。

1.3设计功能

通过研究分析以上应用的特质，由数据处理中心和无线传感器检测网络组成相应的检测系统，由无线传感器检测网络通过传感器节点的构成来对土壤中的水分进行收集，并记录好土壤的湿度参数，最后通过蓝牙发送到显示器上，实现土壤湿度的检测。最终可以实现的设计功能如以下几点：

(1)实时检测当前土壤环境的湿度，而且会根据每一时刻土壤水分的不同不断地刷新测量值；

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