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      基于單片機智能噴灑系統設計

      本科生畢業論文(設計)開題報告 題目:基于單片機智能噴灑系統設計 一、選題的依據及意義 我國是一個水資源缺乏的國家,發展農業生產力又是一切之重。如何獲得更高的產量成為當今我國農業研究中的重大問題。為了最大程度的實現這一綜合的經營目標已及具體的發展目標,
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      本科生畢業論文(設計)開題報告


      題目:基于單片機智能噴灑系統設計

      一、選題的依據及意義
      我國是一個水資源缺乏的國家,發展農業生產力又是一切之重。如何獲得更高的產量成為當今我國農業研究中的重大問題。為了最大程度的實現這一綜合的經營目標已及具體的發展目標,方便的自動灌溉對于實現農田的較好的發展起到了至關重要的作用,要想實現農作物的較好的發展,必不可少的一項重要的因素就是最大程度的實現對農作物的水的灌溉,只有這樣,才能夠最大程度的保證農作物的較好的發展狀態。但是,我國目前的綜合發展形勢來看的話,我們不難發現,我國在實際的發展過程中,水資源其實是非常稀缺的,同時從國際的層面上來看,我們也不難發現,我國在水資源的稀缺程度是非常嚴重的。由于水資源的較大的缺乏,使得在實際的對農作物實施灌溉的時候,不能很好地實現對相關農作物的較好的澆灌,同時在這樣的環境之下,農作物要想實現較好的發展,難度也是非常大的。農作物要想保持一種較好的生長趨勢,必不可少的一項因素就是最大程度的保障好土壤應有的濕度,人們在實際的對農作物實施澆灌的過程中,采取的更多的方式是經驗主義,根據自己過往的經驗來實現對農作物的種植,在對于相關的農作物應該澆灌的具體的水量上不能實現較好的管理和控制,由于這樣的一種綜合因素的存在,往往造成最終澆灌在農作物上的水存在著較大程度的浪費,這使得原本就稀缺的水資源不能夠得到合理的利用,所以針對這一問題,是我們在具體的農作物研究的過程中,需要著力的關注和重視的問題,只有實現了水的合理利用以及對農作物應該澆灌的水的有效灌溉,才能夠最終實現農作物較好的發展和管理,這一點不管是從哪個層面上來看,發揮的作用都是非常重大的,也是在實際的經營過程中,需要著力的關注和重視的問題。如何利用有限的水資源,走節水農業已經成為農業生產獲得最佳的效益和持續穩定發展的增長點。所以我要將我學習的單片機相關知識運用到實際中去,真正做到學以致用,做出對社會做出貢獻。


      二、國內外相關研究簡介
      自上世紀70年代發展至今,各個國家對農藥噴霧技術都進行著不斷的研究。如超低量和低量的噴霧、靜電噴霧、控滴噴霧(CDA)、生物最佳粒徑(BODS)、對靶噴霧等。其中,變量噴霧技術的精準實施,是重中之重。通過得到農田中病蟲害的狀況,選取不同程度的精確噴灑,實現農藥利用率的提高,減少了農藥的使用率,保護生態環境,實現了農業的可持續發展。
      外國學者Young J.Han等成員按照不同地勢的灌溉特點,在美國東部開展了橫向灌溉,系統沒有使用傳統的灌溉方式。采用固態繼電器來調節加速裝置的速度,同時也控制電磁閥的開關,加速裝置系統能夠在干燥地段緩慢前進和潮濕地段加速前進。軟件能夠按照不同用戶的要求,提供合理的灌溉參數。A.Escola 等人設計了適用于果園的變量噴霧器,主要由超聲波雷達傳感器、可變操作控制器和可表征果園樹冠的致動器等部分組成。其中,超聲波雷達傳感器依照果樹葉片的覆蓋率將樹冠分成幾個部分。控制器通過計算可得到不同的噴射量,以便于執行可變噴射。
      我國學者劉曙光通過無線電探測地表利用傳感器接受速度信號,從而得到想測得的運動加速度,通過對此利用于所建立的變壓的噴撒裝置。完成整個變壓噴灑系統閉環控制的有定位的信號與接收到的壓力以及噴霧流量,而控制流量的大小是調節閥來實現的。劉曙光結論提到,等壓條件下,風機噴嘴噴出的霧滴要比實心錐噴嘴的霧滴分布更加均勻,效果更好。同一風扇噴嘴,同一噴桿上各噴嘴的流量較小,噴霧均勻性得到改善。黃勝等人是基于AT89S52 單片機。采用PID 控制來控制管道內藥液壓力的同時采用模糊控制的方法控制噴霧量的大小,設計出了一種恒定變量控制系統控制的變量噴霧機。過控制系統的仿真結果表明,通過PID 控制的噴霧壓力及通過模糊控制的噴水量共同控制的系統具有很好控制的效果,控制的超調量和穩態誤差低。變量噴霧技術已經取得了顯著的成績,找出和探索變量控制系統的最優參數配比,提高農藥的有效利用率,增加高效的農業植保方法,從而使得農業植保的作業水平顯著增長量和穩態誤差低。

      三、本課題研究內容
      本文主要研究了灌溉量與土壤濕度之間的關系、節水灌溉控制系統的控制電路和控制程序。該系統以微灌技術為理論基礎,以PC和單片機作為核心控制系統,能夠實時檢測土壤含水量、根據農作物的需水狀況和實際土壤含水量的對比進行適時、適量的灌溉。本系統設計包括硬件電路設計和軟件設計。硬件電路部分主要包括時鐘電路設計,復位電路設計,報警電路設計,土壤濕度傳感器的選用,主控單片機的選用,數據存儲電路和數據采集電路的設計,LED顯示部分和串行通信的設計。單片機選用AT89C51;數據采集電路采用A/D轉換器AD574實現數據轉換;設計的顯示部分采用6位LED顯示,土壤濕度傳感器將采集到的數據送入A/D轉換器AD574,數據存儲到外部靜態數據存儲器6264,最終由LED顯示部分顯示。軟件部分包括對主程序、數據采樣子程序、數據處理子程序、顯示子程序的簡單設計。本設計系統硬件電路結構簡單、系統的可靠性高。
      四、本課題研究方法
      本文主要針對基于單片機變量噴霧調節系統進行設計和試驗研究,結合本次畢業設計的相關要求進行研究,運用所學的知識,文獻梳理法、實驗觀察法、定性分析法及歸納總結法法進行本次畢業設計與開發;在基于單片機變量噴霧調節系統設計中以實際需求為設計目標,在此基礎上,對前期的文獻理論研究工作進行全面的思考而后進行相關實驗分析后歸納和總結、完成本論文的撰寫工作。
      五、研究目標、主要特色(創新)及工作進度
      研究目標:
      運用單片機設計并制作一個智能噴灑系統。
      主要特色(創新):
      本次設計的智能噴灑系統以微灌技術為理論基礎,以PC和單片機作為核心控制系統,能夠實時檢測土壤含水量、根據農作物的需水狀況和實際土壤含水量的對比進行適時、適量的灌溉。設計系統硬件電路結構簡單、系統的可靠性高。
      工作進度:
      時間課題工作階段名稱及內容
      2018.09.21-2018.10.09 查閱相關方面資料,確定論文題目,形成一定思路,并撰寫開題報告。
      2018.10.10-2018.10.26搜集相關智能噴灑系統方面書籍的知識,對論文主體框架進行一個大體構思。 轉載請注明來源。原文地址:http://www.nm525.com/html/lunwenzhidao/kaitibaogao/2019/0722/8183629.html   

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