水肥一体化中土壤水分测试仪的研究

栾利香

(山东水利技师学院水工系，山东淄博，255099)

水肥一体化中土壤水分测试仪的研究

栾利香

(山东水利技师学院水工系，山东淄博，255099)

此次设计选择DS18B20和STH11两款传感器分别对土壤的温度和湿度进行数据采集，并以Atmega128单片机为核心，结合相应的外围电路实现对土壤温湿度的实时测量，对当代农业的快速发展有一定的帮助。

Atmega128单片机；土壤含水量；报警模块；电源模块

0 引言

水肥一体化在现代农业中占有重要地位，准确的测量土壤含水量对现代农业合理灌溉有非常重要的作用，农业在灌溉方面的合理化又涉及到节水问题。[1]

目前为止，测量土壤含水量已有多种快捷又简单的方法。已应用于实际的方法有土壤水分传感器法、称重法(烘干法)、张力计法（负压计法）、时域反射法等多种方法[2]。

1 系统基本组成

本研究在分析有关文献的基础上，设计了土壤水分测试仪。该测试仪的基本组成如图1所示，其前半部分是用于检测模拟参数的温湿度传感器。首先采集测量土壤含水量所需要的模拟信号--温度和湿度。采集后，通过选定传感器和ATMega128单片机的内部处理，模拟信号会被转换成数字信号并做相应处理；最后，处理后的数据会被送入报警模块、显示模块、按键模块并作出相应动作。在测量过程中若阈值改变则能将新值实时存储到存储模块中。

图1 土壤水分测试仪的基本组成

在该设计中，选择DS18B20用于测量土壤温度，选择SHT11测量土壤湿度。两款传感器都是数字量，这是因为其内部集成了转换器和A/D转换器等信号处理器件。因此，外围电路中不再需要A/D转换模块和信号放大模块[3][4]。系统原理图构成如图2所示。

图2 系统原理图

2 主程序设计

首先，对CPU和温湿度程序进行初始化；然后判断是否有启动按键按下，若没有按键按下则继续初始化工作，若有按键按下则分为两步，一步判断有没有阈值按键按下，若有则存储新的阈值，没有的话继续判断；另一步则是启动程序，程序启动后显示屏上进行初始化显示，然后传感器部分进行温湿度检测，检测后的数据经过转换处理之后显示在液晶屏上；最后根据阈值判断是否超值，若超值则报警电路动作，蜂鸣器震动，若未超值则返回继续判断。

3 结论

土壤水分测试仪在目前的研究中已经比较成熟，而且已经应用到农业生产等各个方面中，这也给操作人员带来极大的方便。

[1]郭占军.便携式土壤水分测试系统设计.《测控技术》,2009,28(12):1-5.

[2]魏勋,卢洪武.土壤水分测量仪的设计.中国科技核心期刊,2007,26(12):1-76.

[3]郭文松,李光林.基于dsPIC30F2010的土壤水分测量仪的设计研究.电子元器件应用,2010,12(2):20-22.

[4]王冬.基于STC90C51单片机的土壤水分检测系统设计与开发.塔里木大学学报,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