基于单片机智能喷洒系统设计

本科生毕业论文(设计)开题报告 题目:基于单片机智能喷洒系统设计 一、选题的依据及意义 我国是一个水资源缺乏的国家,发展农业生产力又是一切之重。如何获得更高的产量成为当今我国农业研究中的重大问题。为了最大程度的实现这一综合的经营目标已及具体的发展目标,
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本科生毕业论文(设计)开题报告


题目:基于单片机智能喷洒系统设计

一、选题的依据及意义
我国是一个水资源缺乏的国家,发展农业生产力又是一切之重。如何获得更高的产量成为当今我国农业研究中的重大问题。为了最大程度的实现这一综合的经营目标已及具体的发展目标,方便的自动灌溉对于实现农田的较好的发展起到了至关重要的作用,要想实现农作物的较好的发展,必不可少的一项重要的因素就是最大程度的实现对农作物的水的灌溉,只有这样,才能够最大程度的保证农作物的较好的发展状态。但是,我国目前的综合发展形势来看的话,我们不难发现,我国在实际的发展过程中,水资源其实是非常稀缺的,同时从国际的层面上来看,我们也不难发现,我国在水资源的稀缺程度是非常严重的。由于水资源的较大的缺乏,使得在实际的对农作物实施灌溉的时候,不能很好地实现对相关农作物的较好的浇灌,同时在这样的环境之下,农作物要想实现较好的发展,难度也是非常大的。农作物要想保持一种较好的生长趋势,必不可少的一项因素就是最大程度的保障好土壤应有的湿度,人们在实际的对农作物实施浇灌的过程中,采取的更多的方式是经验主义,根据自己过往的经验来实现对农作物的种植,在对于相关的农作物应该浇灌的具体的水量上不能实现较好的管理和控制,由于这样的一种综合因素的存在,往往造成最终浇灌在农作物上的水存在着较大程度的浪费,这使得原本就稀缺的水资源不能够得到合理的利用,所以针对这一问题,是我们在具体的农作物研究的过程中,需要着力的关注和重视的问题,只有实现了水的合理利用以及对农作物应该浇灌的水的有效灌溉,才能够最终实现农作物较好的发展和管理,这一点不管是从哪个层面上来看,发挥的作用都是非常重大的,也是在实际的经营过程中,需要着力的关注和重视的问题。如何利用有限的水资源,走节水农业已经成为农业生产获得最佳的效益和持续稳定发展的增长点。所以我要将我学习的单片机相关知识运用到实际中去,真正做到学以致用,做出对社会做出贡献。


二、国内外相关研究简介
自上世纪70年代发展至今,各个国家对农药喷雾技术都进行着不断的研究。如超低量和低量的喷雾、静电喷雾、控滴喷雾(CDA)、生物最佳粒径(BODS)、对靶喷雾等。其中,变量喷雾技术的精准实施,是重中之重。通过得到农田中病虫害的状况,选取不同程度的精确喷洒,实现农药利用率的提高,减少了农药的使用率,保护生态环境,实现了农业的可持续发展。
外国学者Young J.Han等成员按照不同地势的灌溉特点,在美国东部开展了横向灌溉,系统没有使用传统的灌溉方式。采用固态继电器来调节加速装置的速度,同时也控制电磁阀的开关,加速装置系统能够在干燥地段缓慢前进和潮湿地段加速前进。软件能够按照不同用户的要求,提供合理的灌溉参数。A.Escola 等人设计了适用于果园的变量喷雾器,主要由超声波雷达传感器、可变操作控制器和可表征果园树冠的致动器等部分组成。其中,超声波雷达传感器依照果树叶片的覆盖率将树冠分成几个部分。控制器通过计算可得到不同的喷射量,以便于执行可变喷射。
我国学者刘曙光通过无线电探测地表利用传感器接受速度信号,从而得到想测得的运动加速度,通过对此利用于所建立的变压的喷撒装置。完成整个变压喷洒系统闭环控制的有定位的信号与接收到的压力以及喷雾流量,而控制流量的大小是调节阀来实现的。刘曙光结论提到,等压条件下,风机喷嘴喷出的雾滴要比实心锥喷嘴的雾滴分布更加均匀,效果更好。同一风扇喷嘴,同一喷杆上各喷嘴的流量较小,喷雾均匀性得到改善。黄胜等人是基于AT89S52 单片机。采用PID 控制来控制管道内药液压力的同时采用模糊控制的方法控制喷雾量的大小,设计出了一种恒定变量控制系统控制的变量喷雾机。过控制系统的仿真结果表明,通过PID 控制的喷雾压力及通过模糊控制的喷水量共同控制的系统具有很好控制的效果,控制的超调量和稳态误差低。变量喷雾技术已经取得了显著的成绩,找出和探索变量控制系统的最优参数配比,提高农药的有效利用率,增加高效的农业植保方法,从而使得农业植保的作业水平显著增长量和稳态误差低。

三、本课题研究内容
本文主要研究了灌溉量与土壤湿度之间的关系、节水灌溉控制系统的控制电路和控制程序。该系统以微灌技术为理论基础,以PC和单片机作为核心控制系统,能够实时检测土壤含水量、根据农作物的需水状况和实际土壤含水量的对比进行适时、适量的灌溉。本系统设计包括硬件电路设计和软件设计。硬件电路部分主要包括时钟电路设计,复位电路设计,报警电路设计,土壤湿度传感器的选用,主控单片机的选用,数据存储电路和数据采集电路的设计,LED显示部分和串行通信的设计。单片机选用AT89C51;数据采集电路采用A/D转换器AD574实现数据转换;设计的显示部分采用6位LED显示,土壤湿度传感器将采集到的数据送入A/D转换器AD574,数据存储到外部静态数据存储器6264,最终由LED显示部分显示。软件部分包括对主程序、数据采样子程序、数据处理子程序、显示子程序的简单设计。本设计系统硬件电路结构简单、系统的可靠性高。
四、本课题研究方法
本文主要针对基于单片机变量喷雾调节系统进行设计和试验研究,结合本次毕业设计的相关要求进行研究,运用所学的知识,文献梳理法、实验观察法、定性分析法及归纳总结法法进行本次毕业设计与开发;在基于单片机变量喷雾调节系统设计中以实际需求为设计目标,在此基础上,对前期的文献理论研究工作进行全面的思考而后进行相关实验分析后归纳和总结、完成本论文的撰写工作。
五、研究目标、主要特色(创新)及工作进度
研究目标:
运用单片机设计并制作一个智能喷洒系统。
主要特色(创新):
本次设计的智能喷洒系统以微灌技术为理论基础,以PC和单片机作为核心控制系统,能够实时检测土壤含水量、根据农作物的需水状况和实际土壤含水量的对比进行适时、适量的灌溉。设计系统硬件电路结构简单、系统的可靠性高。
工作进度:
时间课题工作阶段名称及内容
2018.09.21-2018.10.09 查阅相关方面资料,确定论文题目,形成一定思路,并撰写开题报告。
2018.10.10-2018.10.26搜集相关智能喷洒系统方面书籍的知识,对论文主体框架进行一个大体构思。 转载请注明来源。原文地址:http://www.stywl.com/html/lunwenzhidao/kaitibaogao/2019/0722/8183629.html   

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