【分享】2025智能工程学院李佳欣&常莹莹&姜志娴智能稻田...

李能能

一、作品简介

基于迪文EKT043E屏幕开展C51内核单片机的开发工作，同时与JQC - FF - S - Z继电器、水位传感器以及蜂鸣器相配合，实现对稻田水位的实时监测以及对水泵阀门开关的控制。

当水位超出规定阈值时，屏幕显示“水位过低”信息，同时蜂鸣器发出警报，阀门状态由常闭转变为常开；反之则相反。

二、工作原理

1.     示意图程

本示意图展示智能稻田水位控制系统核心架构，核心组件含水位传感器、主控系统、继电器阀门、蜂鸣器、指示灯及迪文屏GUI模块。水位传感器采集稻田水位数据并传至主控系统，主控系统处理后将数据发送至迪文屏GUI模块，支持用户[url=]查看水位的AD值与深度；同时主控系统通过继电器控制阀门开关，实现水位自动调节。水位超阈值时，主控系统触发蜂鸣器报警、指示灯亮闪，迪文屏同步显示报警信息与设备状态。系统实现稻田水位实时监测与智能调控，依托可视化交互与多重报警，保障稻田水位处于适宜范围。[/url]

2.工作流程

（1）初始化

a.调用 sys_init() 完成单片机核心初始化。

b.执行 io_init() 初始化IO引脚：配置P0^7（LED）、P0^6（继电器）为输出口，P1^5（传感器DO口）为输入口；同时设置引脚驱动电流、电平方向，适配外设控制与信号采集需求。

c.初始化PWM模块（ pwm1_init ），为辅助传感采集、蜂鸣器/外设的PWM输出做准备。

（2）主程序循环

a.水位数据采集与转换

通过 adc_read_avg(ADC_CHANNEL0,5) 读取ADC通道0的平均值，减少采集误差,根据公式 depth = ad*0.045f-117.5f 将ADC数值转化为实际水位值，若ADC值小于2550则水位置0，避免无效数据。

b.迪文屏数据更新

调用 sys_write_vp 函数，将ADC值（地址0x2000）、水位值（地址0x2001）写入迪文屏寄存器，实现实时数据可视化。

c.水位阈值判断与外设控制

当水位 depth≥10 时，触发报警逻辑：置LED为1（点亮报警灯）、RELAY为1（继电器吸合，控制阀门动作）；通过 sys_write_vp 更新迪文屏报警图标显示控件（LOWRING_VP/HEIGHRING_VP等），并设置PWM占空比为100%（驱动蜂鸣器报警）。

当水位 depth<10 时，关闭报警：置LED、RELAY为0；更新迪文屏报警图标为正常状态，PWM占空比置0（蜂鸣器停止）。

d.延时控制：通过 sys_delay_ms(1000) 实现1秒的循环间隔，平衡数据采集实时性与系统资源占用。

3.硬件交互逻辑

a.传感器交互：通过ADC采集水位模拟信号，结合数字量DO口（P1^5）辅助判断水位状态；

b.执行器控制：通过P0^6引脚控制继电器通断，实现进水/排水阀门的自动开关；P0^7引脚控制LED灯，直观显示系统报警状态；

c..迪文屏通信：通过 sys_write_vp 函数向指定寄存器地址写入数据，实现水位、报警状态的界面展示。

三、设计思路

1.需求剖析与目标设定：依据稻田在不同生长阶段对水位的差异化需求，明确系统需达成水位实时监测、自动补水/排水以及超限报警这三项核心功能。同时，充分考量农田环境的防水与抗干扰特性，确保系统操作便捷且成本可控。

2.核心器件选型与方案架构搭建：主控单元选用搭载迪文EKT043E屏幕的C51内核单片机，借助其显示、触控及数据处理能力简化硬件接线；搭配水位传感器进行数据采集，通过继电器模块驱动执行机构；利用蜂鸣器发声和LED灯的亮灭使水位变化更为显著，构建闭环控制架构。

3.软硬件协同设计逻辑规划：在硬件方面，合理规划传感器的安装位置与接线方式，增设电源稳压模块以适配农田环境；在软件方面，基于迪文开发平台进行编程，设定水位阈值参数，实现数据读取、逻辑判断、水位显示、参数设置以及报警提示等功能。

4.实验验证与优化方向确定：设计模拟稻田环境的实验场景，对系统的响应速度和控制精度进行测试；针对传感器数据波动、执行机构误触发等问题，优化程序滤波算法和阈值判定逻辑，以提升系统的稳定性和实用性。

四、https://b23.tv/AKEnwsM

五、[url=]7组二次开发智能稻田水位控制系 ...[/url]