湿度测量自动浇花器设计项目结题报告书Word文件下载.docx
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根底与信息工程学院
年级专业：
07级电子信息工程专业
学号：
20071717
联系：
起止年限：
2008年12月至2009年12月
填报时间：
2009年12月13日
共青团XX农业大学委员会
制
XX农业大学科技处
一、合同规定的研究内容及技术经济指标
①研究内容
该工程的主要研究的内容是设计并制作一个小巧、精致的全自动浇花器，可用来帮助一些爱好养花的教师、同学在忙于工作、学习的同时，可以保证自己心爱的花在充足、适宜的水份下XX成长。
该工程的研究X围广泛，研究意义重大，应用性较强，它具体涉及到对土壤成分的检测、信号的提取与处理、自动控制等领域的研究。
这种设计思路也可以应用在当今一些较大的智能化农业灌溉系统中，比方：
草坪浇灌、农田灌溉等。
其具体设计思路是通过测量土壤湿度来自动控制浇花，以潮湿土壤的电阻值小于枯燥土壤电阻值为原理采用探针来获取土壤干湿反应信号，通过电压比拟器1/4LM339将土壤干湿反应信号转换成电子线路中的数字信号，由于考虑到水渗透的土壤中去需要一定的时间，且一般浇水的速度要大于土壤渗水的速度，为防止浇水过多，我们用555定时器来设计、产生一个控制信号，再由74LS132与非门电路来实现对土壤反应信号与控制信号的合并，从而产生我们所需要的浇花信号。
而在驱动器控制电路中，应用三极管的开关特性来实现浇水信号与浇水所用水泵的开关状态之间的联系，用继电器来控制通断。
以此来实现自动浇花功能。
②主要技术经济指标
此自动浇花器是利用土壤的干湿度来控制浇花的，当土壤枯燥时，自动控制浇水；
当土壤到达一定的湿度时，停顿浇水。
其灵敏度较高，工作稳定；
此设计是以根本的电子线路为根底，经济实惠，功耗较小。
此外，该装置体积小，可方便的移开工作。
二、工程取得的研究结果，实施的主要研究开发内容及到达的技术经济指标
研究结果：
该工程自2009年9月6号正式开场设计、制作。
到现在为止，根本上完成了工程中主要模块的设计、制作工作，并能初步地实现自动控制浇花功能。
实施的主要研究开发内容：
工程采用模块化设计方式进展，以下为已实现的模块：
1电源电路设计模块
此模块是为整个电路提供所需的+5伏直流工作电压，此模块的设计，我们采用变压器，电桥，电容和LM7805集成稳压芯片来实现稳定输出+5伏直流电压。
其电路如图1
〔图1〕
2土壤干湿信号提取模块
此模块主要是以潮湿土壤的电阻值小于枯燥土壤电阻值为原理选用比拟常用的四LM339电压比拟器，以LM339的典型应用电路为依据，来设计、制作出如图2所示电路，从而到达把土壤干湿情况转化所需的电压信号，即土壤干湿信号
〔图2〕
3可调占空比控制信号设计模块
此模块是为了解决因一般的浇水速度大于土壤渗水速度而导致浇水过多问题，而专门设计出来的。
该模块我们用555定时器来产生可调占空比脉冲，在电路中，调节电位器R7来实现输出端输出脉冲的占空比调节，以此来产生我们想要的控制信号。
其电路如图3
〔图3〕
4信号比拟模块
该模块主要是用来实现土壤干湿信号与可调占空比控制信号的比拟，从而产生一个我们所需要的比拟理想的浇花信号，此模块，我们进展过了大量的实验后，最终选用市场上有的，适合此电路的74LS132四2输入与非门〔有施密特触发器〕，来设计、制作信号比拟模块。
其电路如图4
〔图4〕
5继电器控制模块
此模块应用了三极管的开关特性、放大特性来驱动、控制继电器工作，从而实现浇水信号与浇水所用水泵的开关状态之间的联系。
电路如图5
〔图5〕
到达的技术经济指标：
运用土壤湿度为测量值，其灵敏度较高，浇水时间恰当，根本上能实现能浇水量的适度控制。
此外，该装置功耗低，体积小，可移开工作，经济实惠，方便操作。
三、学生参与、经费使用情况
在工程实施过程中，在指导教师的精心指导下，充分运用所学的理论知识来解决，分析实验中所遇到的问题，在良好的团队协作工作下，通过对实际电路设计和焊接制作，我们掌握了其设计原那么、方法和步骤，并获得电子设计技能的根本训练，在此次工程中，主要工作由学生方伟、李永昌、顾刚共同参与完成。
在经费使用上，严格按照学校的规定，具体经费使用情况如下：
实验材料费用来购置实验所需的水泵、继电器、各种传感器、根本实验小工具、电桥、555集成芯片、1/4LM339比拟器、变压器、74LS132与非门、SG1542集成芯片、三极管、二极管、发光二极管稳压管、电阻、可变电阻器、LED、电容等材料，合计：
800元
科研业务费包括借计算、测试、分析用仪器、购置元件人员的车旅费等。
合计：
130元
其他包括购置、制作pcb板，包装费等。
70元
四、工程实施中存在的主要问题及经历教训总结
在此次工程实施中，我们遇到了很多的问题，其中存在的主要问题有以下两点：
第一,探针在潮湿土壤中很容易生锈，导致探针灵敏度不高，从而影响对土壤干湿信号的提取。
第二，由于水泵、继电器的驱动时间较长，装置在收到浇花信号时，需要一定的缓冲时间后才能进展工作。
为此，很难准确地控制工作时间。
第三，由于自己的专业知识缺乏，对工程完成的困难估计不到位，在信号的提取与处理方面，虽做了大量的探索性实验，但因参考资料缺乏，时间、经费等问题，消耗精力较多，并且在选购材料方面，由于对电子市场的行情、电子器件参数了解的不够，浪费了很多材料。
经历教训：
通过这次工程的实施，我们积累了很多珍贵经历。
比方：
通过大量的实验，充分稳固了所学的理论知识，提高了对实际问题的分析、解决能力；
了解了设计的根本流程，体会到了其中的艰辛；
全面掌握了信号提取的原理及方法；
并学会了电子设计的一些根本技能。
在实施中，懂得了团体合作的重要性，也体会到分模块处理，分工协作的奇特效果。
同时，在和指导教师的交流中，让我们更加深刻的了解到知识的重要性，知道了做任何事，都应该以知识为后盾，吃苦耐劳，持之以恒，敢于面对困难，勇于去钻研，不断地探索真谛。
工程主持人签字：
五、工程组人员
姓名
出生年月
文化程度
所在学院
对工程做出的奉献
1988.10
本科
基信学院
查阅资料、设计电路、采购元器件、焊接电路
李永昌
1986.4
焊接电路、写作材料
顾刚
1988.9
软件仿真、后勤管理
六、所在学院意见
指导教师签字：
学院领导签字：
单位盖章
年月日
七、校团委审查意见
公章
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