滴灌系统是一种高效的灌溉技术,对农业的发展有着积极的推动作用。液体流量控制器作为滴灌系统中重要的一个环节,如果能在应用中做到性能稳定,操作简单,使用方便,将有助于滴灌系统应用的推广更有效地利用水资源。本文主要分三个部分介绍了液体流量控制器的研制。第一部分讨论了主机与多个从机的通信方式以及每种方式在应用中如何实现,并比较不同通信方式的优缺点,根据不同环境和应用条件可以采取不同的通信方式。一种是用PC机作为主机,从机采用AT89C52作为控制芯片,主机与多个从机之间连接线缆进行通信;另一种是主机与从机都采用AT89C52单片机作为控制器,每个控制器接入相应的无线射频通信模块nRF24L01,主机与从机之间进行无线通信。根据本次项目的实际情况,我们选择了第二种方案。采用无线射频模块进行通信,适应性比较好,基本不受地理环境因素影响,而且不涉及布线的问题,应用方便。第二部分阐述了液体流量控制器的硬件结构。仪器分为主机和从机两部分,都是采用单片机AT89C52作为硬件电路控制核心,硬件电路主要包括以下几部分:信号采集及放大电路,控制电路,舵机工作电路,从机键盘控制电路,从机LED显示电路,从机射频模块电路,电压调节电路,主机LCD显示电路,主机键盘控制电路,主机射频模块电路,串行通信电路等。从机中负责测量液滴速率的电路由光电耦合器和三极管放大电路组成,当液滴从光电耦合器中间滴落时,产生脉冲信号,再用三极管放大电路进行放大,输出方波信号,进入单片机。单片机计算出方波周期,即液滴间隔时间,从而算出液滴速率,与主机通过无线射频模块nRF24L01传来的速率设定值进行比较,再通过单片机产生的PWM方波对舵机的转动角度进行调整,将实际液滴速率调整到设定值。从机通过LED显示当前液滴速率,通过无限射频模块nRF24L01将从机工作状态的数据传给主机。当从机与主机联系失效或者其他特殊情况是,从机配有4个按键,工作人员可以用来直接手动调整液滴速率。主机主要功能是人机交互操作的控制,以及界面通过LCD的显示。工作人员通过主机键盘来控制光标位置从而选择从机并输入液滴速率设定值,人机交互界面通过12864LCD显示从机工作状态数据等。主机MCU可以通过RS232串口与计算机相连,进行程序下载和更新。第三部分阐述了液体流量控制器的软件设计。仪器的软件部分包括主机监控程序和从机监控程序两部分。两部分程序都是采用C语言编写。主机监控程序主要实现人机交互操作的控制以及界面的显示,包括键盘输入程序,LCD液晶屏的显示,与从机的通信等。从机监控程序实现从机的自动控制,主要包括单片机初始化程序、液滴控制程序、舵机初始化程序、舵机调节程序、LED动态显示程序、检测按键程序、执行键盘值程序、无线模块初始化、无线模块工作模式设置程序、中断函数等。