小蚕共育室温湿度无线调控系统设计——基于ZigBee

为克服小蚕共育室现有调控系统接线复杂、防腐性和稳定性差以及安装维护困难等问题,开发了一种基于ZigBee技术的温湿度无线数据采集和控制系统。该系统由上位PC机、以射频芯片CC2430为核心的中心控制器、无线传感器和执行机构组成,上位机软件在VisuaiC++平台上开发而成。运行结果表明,温度控制精度为0.5℃,湿度精度为2%RH,系统运行稳定可靠。     

基于无线数传技术的农田灌溉机井集中监控系统

对农田灌溉机井集中监控系统进行了研究,介绍了系统的硬件组成及其工作原理,给出了硬件组成框图.该方案采用分布式结构,上位机负责系统监控和管理,下位机进行数据采集和命令执行.硬件上利用无线数字通信模块为核心,实现上位机和下位机之间数据的无线传输.软件上采用面向对象的编程语言作为开发工具,并就系统通信程序的设计思路进行了介绍.同时,对系统的应用前景进行了简要分析.     

拖拉机动力换档自动变速器电控系统硬件设计

通过分析拖拉机动力换档变速器的结构和工作原理,采用模块化设计的思路完成以MC9S12XDP512微处理器为核心的电子控制单元硬件系统的设计。该硬件系统的设计主要包括电源模块、主控单元模块、信号采集模块、驱动电路模块及CAN总线通信模块的设计,同时设计出拖拉机动力换档变速器电控单元主控程序,为实现拖拉机动力换档自动变速器电控系统的开发具有一定的借鉴意义。     

基于直流电机与全液压转向器直联的自动转向系统研究

针对农机装备电控液压自动转向系统生产成本高及电动方向盘自动转向系统中控制力矩小、存在自由行程的问题,设计了基于直流电机与全液压转向器直联的自动转向机构及其电控系统,该系统主要包括自动转向执行机构、自动转向控制器和液压转向机构等。自动转向执行机构与原车液压转向机构连接实现自动转向功能,考虑了底盘阿克曼角的自动转向控制器实现车轮转向的精确控制,通过在转向驱动电机输出轴安装电磁离合器和转向柱扭矩传感器实现人工驾驶模式和自动驾驶模式的自动切换。试验结果表明,车轮转角响应平均稳态误差小于0.1°,最大稳态误差为0.158°,±20°阶跃信号最快响应时间达1.2 s,超调量小于1%,可以满足对各种轮式农机的自动导航辅助驾驶转向系统性能的要求。     

基于Python编程的智能小车寻线驾驶研究

以智能汽车的缩影——智能小车为研究对象,为实现智能小车的自动寻线驾驶功能,对其硬件系统结构进行了研究。首先,从车体框架分别到主控模块、电源模块、驱动模块、红外寻线模块、超声波模块及蓝牙模块等,对智能小车的硬件进行了整体设计。其次,结合红外探测算法,基于Python编程语言对智能小车的自主寻线功能进行了控制,最终实现了智能小车的自动驾驶寻线功能。     

自走式奶牛精确饲喂机的单片机控制系统设计

为了提高奶牛精确饲喂技术水平、降低成本、减少工作量、提高个体奶牛产奶量,在前期完成自走式奶牛精确饲喂机机械结构设计和牛场信息管理系统设计的基础上,通过单片机控制系统的设计,实现奶牛饲喂数据的接收、牛只的个体精确识别、装备的行进及精确投料,实现了个体奶牛的自动化及智能化饲喂。试验调试验证表明:饲喂机的最佳行进速度为0.6m/s,识别距离达65cm,系统响应时间为0.4s;个体奶牛识别率96%,个体牛只识别正确率100%,给料误差小于2%。     

基于机器人的盆栽作物生长环境智能监控系统设计

针对作物育/选种过程中,采用人工操作方式对作物样本植株个体的生理指标和生长环境参数进行高频次采集,存在数据采集精度低、生产效率低、劳动强度大等问题,设计一种以AGV为采集终端的盆栽作物生长环境智能监控系统。系统以FPGA控制器为硬件核心,结合传感器、采集装置、导航、定位和Wi-Fi传输模块将采集的环境参数和图像信息传至上位机,上位机根据预先设定指令控制AGV执行终端依次对选取样本植株个体的图像和生长环境信息进行自动采集,并结合设定参数实现执行机构的远程控制功能,提高了育/选种过程中的智能化管理水平。试验结果表明,该系统采集盆栽作物的生长环境参数精度高、图像信息完整清晰、采集样本位置精度误差为25 mm、停车定位精度误差为±10 mm,无走偏和脱轨现象。该研究有利于技术人员快速、准确获取作物的生长环境和生长态势信息,为培育出更优质的农作物品种提供科学依据。     

市电互补的太阳能LED路灯控制器设计

针对现在太阳能利用率低且无法实现连续阴雨天正常工作等问题,设计市电互补的太阳能LED路灯控制器。根据系统要求设计太阳能极板电压检测、蓄电池电压检测、蓄电池充放电、双电源切换电路等硬件结构,分析了控制器软件流程。结果表明,该控制器在蓄电池电量不足的情况下可实现双电源自动切换,可有效防止蓄电池过放电。     

智能化母猪饲喂控制系统设计与试验

母猪饲喂是生猪养殖中极为重要的一部分,为提高母猪产仔率,设计一种智能化母猪饲喂控制系统,该系统基于嵌入式Linux,硬件设备包括Exynos4412母板、外围控制电路集成接口板以及传感器和执行机构,负责对母猪进行信息采集、定时定量下料下水并控制装置中猪的数量。软件主要由驱动程序与应用程序协同工作保持饲喂逻辑正常运行,服务器建立在云端,应用层通过调用SQlite-API完成与后台的实时数据同步,实现精细化饲喂。试验结果表明:控制系统下料误差小于3.6%,下水误差小于3.75%;能够实时监测猪只的体温信号,重复测温误差为±0.2℃,利于饲养员对母猪健康的管理。     

基于FPGA的鸡舍环境监控系统

为解决鸡舍环境参数较难控制问题,设计一种以FPGA、传感器、无线模块、GPRS模块和执行机构为硬件核心,以Kingview6.55软件为开发平台的实时环境参数监控系统。该系统通过无线模块将FPGA采集到的鸡舍参数值传到上位机,并对其采集数据进行分析和处理,实现数据采集、处理、显示、存储及执行机构控制等功能。同时,管理人员也可以通过手机终端以短信方式实现数据查询和设备控制等功能。试验结果表明,该系统既可以为蛋鸡提供更佳的产蛋环境,又可以提高产蛋量,节约饲料、电能和人力成本,在农业和牧业领域有良好的推广和应用价值。     

应用于自动采棉机的电机永磁性能设计分析

针对自动采棉机的电机在作业过程中较难控制的问题,对自动采棉机进行了设计,并对其电机的永磁性能进行了分析。自动采棉机的主要组成为主控模块、电源管理模块、存储模块、数据采集模块、路径规划模块和执行模块。采棉机的电机采用双凸极永磁电机,通过对电机的结构进行简化,对电机进行等效磁路模型分析和磁导的计算,对电机的永磁性能进行了分析。为验证该自动采棉机的永磁性能和采棉性能,对其进行试验。试验得到了电机的永磁性能曲线,表明自动采棉机采棉效果良好,能够满足用户的需求。     

基于多光谱成像技术的猪肉新鲜度无损快速检测装置

基于多光谱成像技术设计了猪肉新鲜度的关联复合品质参数无损伤快速检测装置,包括硬件与软件设计.硬件系统由单片机控制单元、光源单元、图像采集单元、数据处理单元和LCM液晶显示单元组成,软件系统在ICCAVR开发环境下设计,采用C语言编程,包含图像采集模块、滤光片切换模块、LCM显示模块、与PC机通信模块等.经过软件与硬件系统调试、实验,该装置检测速度为每10s检测一个样品,具备无损伤、快速检测的功能.     

基于ARM单片机的汽车电动助力转向系统的设计

在阐述了电动助力转向系统(EPS)及其控制器(ECU)结构和工作原理的基础上,设计了基于ARM LPC2119单片机的电动助力转向系统。采集的速度、转矩等信号通过LPC2119的信号处理,通过PWM技术和H桥电机驱动电路实现对电机进行控制,实现汽车的电动助力转向,且可以通过CAN总线实现EPS数据的传输。研究的硬件控制器通过了有关的电气性能测试,对所设计的硬件系统进行了台架试验,试验结果证明了硬件系统设计的正确性。     

拖拉机自动导航摩擦轮式转向驱动系统设计与试验

针对农机导航系统中使用传统拖拉机前轮转向驱动子系统机构复杂、装卸不便等问题,设计了一种摩擦轮式转向驱动系统。摩擦轮式转向驱动系统主要由驱动装置和相匹配的自适应模糊转向控制器组成。驱动装置采用平行四连杆机构以实现工作模式的快速切换,使用夹持固定方式实现便捷装卸。搭建了试验台架以获取摩擦轮驱动装置的滑移特性数据。同时设计适用于该驱动装置的自适应模糊转向控制器,基于液压系统离散传递函数和滑移特性数据建立了驱动系统递推仿真模型,采用该仿真模型构建遗传算法参数优化器对控制器参数进行在线优化。进行了仿真模型验证试验、遗传算法参数优化器性能对比试验和驱动系统性能试验,结果表明:仿真模型与实际系统基本一致;经过遗传算法参数优化后控制器阶跃响应上升时间减少15%,稳态误差达到3%标准所需调节时间减少29%,消除了振荡现象;所设计驱动系统的20°阶跃响应平均绝对稳态误差为0.197°,平均上升时间为2.0 s,稳态误差达到3%标准的平均调节时间为2.4 s,拖拉机前轮控制效果良好。应用试验表明驱动系统能基本满足拖拉机配套2BFQ-6型油菜精量联合直播机机组自动导航作业要求。     

基于LabVIEW的灌溉流量计自动检定系统

根据灌溉流量仪表在线工作状况和检定要求,设计了流量计自动检定控制系统.该系统采用Windows环境下虚拟仪器的LabVIEW开发平台,硬件上通过数据采集卡和信号调理电路之间的交互信息,实现了对执行机构的控制,同时对检定过程中的不同信号进行数据采集、显示和存储.     

基于Delphi可视化编程的旋耕埋草机功耗检测研究

旋耕埋草机在作业过程中受到的阻力较大,尤其是在土壤粘重的地区作业,其功耗问题是制约该机发展的重要因素。针对高茬秸秆还田旋耕埋草机实际功耗大小不清楚、刀辊作业时运动参数与功耗的关系不明确等问题,根据功耗检测的基本原理,采用Delphi可视化编程软件,设计了一种新的旋耕埋草机功耗检测系统。该系统由4个模块组成,包括设计采集模块、传感器模块、数据分析模块和Delphi可视化显示模块。将该系统安装在旋耕埋草机上,对其性能进行了检测,并得到了转速、力矩和功耗等检测结果。该检测结果通过数据处理可以在Delphi开发的界面上进行可视化显示,为旋耕埋草机动力分配和节能降耗的研究提供了可借鉴的数据参考。     

基于PLC的多功能插秧机动力系统优化研究

随着自动化技术在农业生产应用中的不断深入,多功能插秧机已经逐渐取代传统人工插秧作业,其具有自动插秧、插秧质量高等优点,但存在驶速度慢、插秧效率低等问题。为此,设计研究了基于PLC的多功能插秧机动力系统,对传统插秧机动力系统进行优化。在对插秧机工作原理进行深入研究的基础上,完成了插秧机动力系统优化方案的设计,并引入液压驱动系统,完成了液压驱动系统结构设计和工作原理分析。同时,将液压驱动系统与PLC控制相结合,定义系统输入输出信号,完成PLC硬件接线及I/O分配。仿真试验结果表明:验证优化后的多功能插秧机可以完成对动力系统的精准控制,具有更好的动力性能和机动性。     

基于物联网的水肥一体化系统设计与试验

为实现温室水肥一体化系统的监控和管理,设计基于物联网的水肥一体化系统。系统设计采用物联网架构,采集控制层通过STM32单片机采集温室环境参数,通过PLC采集执行模块的工作参数并控制水泵和阀门完成施肥灌溉,通过GPRS将数据传输到应用层。Web应用层采用B/S架构设计开发,以MySQL为数据库管理系统,以Java语言开发系统的功能模块。该系统经运行测试,水肥一体化执行模块通过PID控制响应速度快,超调量为6.8%,水肥混合液EC值最大绝对误差为0.5 mS/cm。     

农田二氧化碳浓度梯度原位同步测量系统优化设计与试验

为准确测量农田近地层二氧化碳浓度梯度分布，降低人为测量所产生的干扰误差，设计了一种二氧化碳浓度梯度原位同步测量系统。该系统由机械采集模块和系统控制模块组成，机械采集模块负责采集气体，系统控制模块实现二氧化碳浓度的自动测量，测量系统在农田中自动进行二氧化碳浓度梯度分布的测量，并采用无线传输技术将测量数据发送至服务器。阐述了测量系统的总体结构以及各模块设计方法，运用Fluent软件模拟了二氧化碳测量的抽气过程，分析优化了测量管路间隔与抽气速度、管道直径的关系，并进行了测量系统室内标定和现场二氧化碳浓度测量试验。试验结果表明，该系统能够较好地测量农田二氧化碳浓度梯度的分布，测量误差不大于4.17%，实现了农田信息的自动获取，对二氧化碳碳汇信息计算具有重要意义。