基于单片机的小型犁耕机自动调平系统设计

实现丘陵地区坡耕地机械化耕作,对于全面提高该地区农业机械化水平和实现农业可持续发展具有重要意义。但是,耕作机械的倾斜作业不仅对土壤的硬底层造成破坏,而且还影响到耕作平整度和深度等耕作性能指标,导致耕作效果不理想和作业效率较低等问题。针对丘陵地区现有的耕作机械只能在坡度较小的耕地上作业的现状,本文采用倾角控制调平策略,以AT89C51单片机为控制器、液压油缸为执行元件、倾角传感器为反馈元件,设计一套适用于丘陵地区的小型犁耕机的自动调平系统,其主要由耕作机构、整机机身、调平控制机构和自动调平控制系统四个部分组成。该系统具有调平速度快、精度高和操作简单等特点,能保持小型犁耕机的平稳性,提高了小型犁耕机在丘陵地区作业时的稳定性及坡地适应性。     

PC机和单片机远距离通讯系统设计

介绍了采用Rs485接口进行远距离串行通讯的原理，并给出了实现该系统功能的相应硬件电路；同时，为保证数据的可靠传输，针对通讯过程中可能出现的问题提出了相应的合理解决办法；该系统采用高级语言VC和KeilC51实现PC机和单片机的通讯；文中还介绍了实现通讯的基本语句和主要编程思想。     

高地隙植保机速度自动控制系统研制

针对当前高地隙植保机自动化程度不高、作业时行驶速度变化较大影响施药质量等问题,设计具备手动、自动切换功能的速度自动控制系统。以雷沃ARBOS高地隙植保机为研究平台,采用机电一体化控制方法对其变速执行机构、速度控制过程与特性进行分析,采用基于比例微分算法的速度控制方法,实时计算并控制速度执行机构的动作,实现行驶速度的自动调节。田间试验表明,高地隙植保机速度自动控制系统能够按照速度指令控制静液压行走驱动系统的输出,在平均行驶速度为0.21、0.83和0.94 m/s时,最大速度控制误差分别为0.05、0.10和0.10 m/s,满足高地隙植保机行驶速度控制的基本要求。     

单片机的多机通信

单片机多机通信是指由两台以上单片机组成的网络结构,可以通过串行通信方式共同实现对某一过程的最终控制.本文论述了单片机的多机通信.     

基于AT89C51的喷雾机速度计算系统

开发了基于AT89C51单片机的喷雾速度计算系统,并在实验室进行了性能测试。结果表明,该系统能够在输入确定的喷雾参数后得出速度变量,指导喷雾作业者控制拖拉机前进速度,实现变量施药,减少农药浪费。     

径向对靶风送式施药机风场优化设计与试验

为提高果园风送式施药机药液利用率,减少药液损失对环境造成的污染,以一种径向对靶风送式施药机为对象,对其风送系统相关部件开展了选型与结构优化设计.利用计算流体动力学(CFD)技术,建立了径向对靶施药机关键部件作业的气流场模型.通过对施药机关键部件作业气流场进行多方案仿真对比,分析了气流速度的分布情况.结果表明：粗口径波纹管较于细口径波纹管出风口截面风速更稳定,且气流速度及方向变化更小;在进风口风速均为13 m/s的情况下,相较于单喷头设置,双喷头设置的2个出风口风速虽显著降低,但均大于3.5 m/s,满足作业需求;对双喷头而言,当其分流板角度为60°时,气流场风送效果较好.最后通过风场试验,验证了所优化施药系统结构实际气流场分布与模拟结果的一致性,为径向对靶风送式施药机的研制提供相关理论依据.     

基于单片机的小型智能灌溉系统设计

以51单片机为控制器,根据农作物生长特性的需求,设置合理湿度参数范围,单片机对土壤湿度信息进行采集、分析和处理,进而控制抽水电机抽水灌溉,同时对土壤湿度数据进行实时显示,最终实现智能节水灌溉系统的设计。经过测试,该系统能实时监测数据,实现智能灌溉要求。     

基于单片机的智能路灯监控系统设计

智能路灯监控系统以单片机为核心,主要由现场系统、通讯系统、监控中心3部分组成。现场系统由监控主机、监控末端组成。监控主机一般安装在路灯电控箱内,它是一个集数据采集、开关控制、防盗报警及网络通讯于一体的硬件模块。监控主机以功能强大的多微处理器为核心,配以测量控制电路、电缆防盗监测等电路组成的高性能网络智能节点,是集测量（电压、电流、电能抄录）、开关灯控制（自动、远程）、电缆防盗检测与报警、电控箱开门报警、停电报警、GSM通讯等功能为一体的智能设备。     

基于FACE的水稻氮素动态模拟系统设计研究

借助农田开放式空气CO2浓度增高(FACE)技术平台,研究大气C02浓度比对照高200 μmol/mol的FACE处理对氮素动态影响的模拟模型,利用面向对象的程序设计设计语言Visual Basic以及相应的数据库技术,对上述模型进行数字化处理和系统设计,并通过实时数据链接和可视化图形处理技术,最终实现了-套基于FACE的水稻氮素动态模拟系统.     

基于单片机的温室环境控制系统设计

针对一般农户和中、小设施农业企业温室环境控制的需求,以单片机为智能控制核心,研究开发了手动控制和自动控制相结合的温室环境控制系统。该系统能够根据温室作物生长需要,实现滴灌、喷灌、通风、LED补光、加温等调控方式的智能化操作。以番茄幼苗为测试样本,为期20 d的应用性能测试结果表明,该控制系统实时性强、可靠性高、控制性能好,能有效促进番茄幼苗的生长。     

温室自走式弥雾机远程控制系统的设计与试验

针对温室内手动施药劳动强度大、容易造成施药人员中毒等问题,利用GSM网络技术平台,设计基于手机信息发送指令的自走式弥雾机远程控制系统。该系统采用GSM模块和手机及单片机之间的双向通信实现手机对弥雾机行走速度和喷雾流量设定,运用Keil C51V9.00软件编程,对动作流程进行决策,控制弥雾机自动喷药。试验结果表明:该系统响应时间约为3s,弥雾机停止工作时,有一定的响应距离,最大为0.59m;当行走速度为4~12cm/s,喷雾流量50~300mL/min时,雾滴分布变异系数为3%~5%,喷雾均匀性较好。该远程控制系统可以满足在温室大棚内的使用要求,与传统施药方法相比,简化了植保机械的操作过程,有利于减轻劳动强度,保障人身安全。     

无刷直流电机模糊与PI双闭环调速系统的研究

根据无刷直流电机的发展,将转速外环模糊控制和电流内环PI控制相结合,设计了双闭环直流调速系统控制方案。通过模块化、集成设计,试制了无刷直流电机控制器样板,以C语言编程实现了转速环模糊控制算法和电流环PI控制算法。搭建了无刷直流电机调速系统试验平台,试验结果表明所设计的无刷直流电机控制器,响应快、超调小、实时性好,保证了良好的稳态和动态性能。     

基于STM32的播种机控制器设计

采用STM32F103C8T6 为主控制器,输出两路PWM 来驱动步进电机适配器,利用PWM 的频率调节电机转速。使用高功率的红外对管,用于检测秧盘的位置,从而控制滚轮的停转,使用槽型红外对管记录滚轮转过的角度。系统包含自动对齐、手动调节尧、正常运行3 种工作状态。当传送带上秧盘行至滚筒下方时,启动滚筒撒下种子,当秧盘通过时停止滚筒。试验表明,电路能够正常稳定工作,播种精度较高。     

基于STM32的播种机控制器设计

采用STM32F103C8T6为主控制器,输出两路PWM来驱动步进电机适配器,利用PWM的频率调节电机转速.使用高功率的红外对管,用于检测秧盘的位置,从而控制滚轮的停转,使用槽型红外对管记录滚轮转过的角度.系统包含自动对齐、手动调节、正常运行3种工作状态.当传送带上秧盘行至滚筒下方时,启动滚筒撒下种子,当秧盘通过时停止滚筒.试验表明,电路能够正常稳定工作,播种精度较高.     

基于Simulink的异步电机拖动系统动态仿真

在Simulink平台的基础上,构建了异步电机拖动系统仿真模型,对异步电机的机械特性、三级串电阻启动和能耗制动进行了试验.仿真结果有效地体现了拖动系统的基本原理和规律.     

基于单片机的脉码传输仪设计

以单片机为核心,采用软件、硬件相结合的方法,充分利用单片机的硬件中断资源,实时响应地面的声波逻辑脉冲,分离其接收和发射逻辑。同时该仪器以地面声波逻辑为工作时序,分时采集模拟道数据、脉冲道数据及向地面传输PCM数据。该脉码传输仪既能完成PCM3506的全部功能,又能监测仪器工作环境的温度及测井套管接箍的压力。     

基于单片机的脉码传输仪设计

以单片机为核心,采用软件、硬件相结合的方法,充分利用单片机的硬件中断资源,实时响应地面的声波逻辑脉冲,分离其接收和发射逻辑。同时该仪器以地面声波逻辑为工作时序,分时采集模拟道数据、脉冲道教据及向地面传输 PCM 数据。该脉码传输仪既能完成 PCM3506的全部功能,又能监测仪器工作环境的温度及测井套管接箍的压力。     

基于EDEM仿真的有机肥深施机施肥控制系统的设计

针对林果园不同地块土壤肥力不均,林果在各生长阶段对有机肥需求量不同等问题,对有机肥深施机施肥控制系统进行设计。采用离散元仿真软件EDEM对施肥转盘旋转角度与施肥流量进行仿真,并进行线性拟合。结合机器行进速度、单位面积理论施肥量、施肥转盘旋转角度与施肥流量等因素,设计有机肥深施机施肥控制系统,主要包括测速模块、主程序模块(速度、施肥量、脉冲转换模块)、中断模块和液晶显示模块。室内施肥试验结果表明:当单位面积理论施肥量分别为7 500、9 750和11 250kg/hm~2时,实际施肥量分别为7 532.46、9 836.82和11042.28kg/hm~2,施肥变异系数CV分别为1.1%、1.3%和1.9%,施肥一致性良好。田间试验结果表明:该有机肥深施机施肥均匀,无断流现象,达到设计要求。本研究所设计的有机肥深施机施肥控制系统满足林果园有机肥深施的农艺要求,可以进行林果园有机肥深施作业。     

基于DSP的衍生式非圆车削数控系统设计

为使传统数控车床具备车削非圆截面零件的功能,根据衍生式数控系统的原理,采用一直线电机伺服单元为衍生模块,以TMS320F2812DSP为衍生模块的控制核心,设计了衍生式非圆车削数控系统。实验结果表明:该系统能对衍生模块直线电机进行高速伺服控制和U轴跟踪控制,分辨率<0.5μm。新系统充分利用了原有数控系统,结构简单、目标明确、价格便宜、性能稳定。改造后的车床既能车削各种活塞、靠模等非圆截面零件,又具有通用数控车削的功能。