推拉式环网柜门锁结构的研制

由于配网环网柜所处环境复杂多样,导致铁质旋转式结构的柜门锁往往易出现锈蚀卡涩的现象,难以开合,大大影响了运维效率,提出一种推拉式的环网柜柜门锁结构,包括设于锁体上用于通过前后向推拉运动带动两根锁杆上下向垂直运动,实现环网柜柜门闭锁和解锁的推拉式驱动机构,该机构的结构相对简单、成本相对较低、使用时上锁和开锁方便省力,降低了门锁结构因锈蚀发生故障的概率,提高了巡视运维效率。     

基于Arduino的智能小车控制系统设计

为实现智能小车无线遥控,本研究结合Arduino单片机及Android手机平台,设计了一种通过蓝牙技术遥控的智能小车。智能小车的设计主要分为硬件和软件两部分,其中硬件部分以Arduino Mega 2560单片机为主控板,其他主要由Android设备、蓝牙模块、电机驱动模块、避障功能模块等组成。软件方面完成了上位机Android平台程序的设计及下位机Arduino单片机程序的编写。该设计方案把蓝牙技术、网络通信技术、Arduino开发技术和Android移动智能终端平台相结合,实现了Android平台远程控制小车行走以及小车自主避障等功能。仿真结果表明,小车运行稳定,能够完成远程遥控小车行走、测距以及自主避障等动作,达到了预期目标。     

基于单片机的电梯空气净化控制系统设计

【目的】为了给人们在电梯轿厢内提供一个安全、健康、舒适的乘员环境。【方法】笔者设计了一种电梯轿厢箱体式空气净化的控制系统,该电梯空气净化控制系统以单片机作为控制器,电源模块、指示显示、按键模块、传感器模块、LED显示模板、执行装置模块、报警模块、电路设施等相关器件设施在单片机的控制总程序下共同组成了电梯空气净化控制系统,并搭建了电梯空气净化控制系统的总体框架设计。【结果与结论】该设计具备紫外灯杀毒、负离子吸附净化、风机循环等空气净化技术,可实现实时监测与数据处理,自动净化轿顶进风口与轿厢内的空气,实现了智能化的控制过程,对电梯的空气净化系统研发有一定的参考作用。     

基于物联网的智能密码锁

该系统由对射式红外传感器、单片机主控制系统、信号收发系统、电池模块、可伸缩车锁环、电机驱动模块、声光报警装置、手机相应模块等组成。使用单片机作为控制器。单片机通过接收手机上收集来的指令,再根据用户所设置的需求做出相应的控制。当手机发送锁车指令,系统通过对射式红外感应器发送和接收信号来控制单片机,单片机发送指令使锁体自动旋转并寻找车轮辐条(车条)之间的间隙,完成上锁任务。当手机正确输入密码将会发送解锁指令,单片机将会完成相应解锁任务。     

具有实时图像传输功能的新型高枝水果采摘器设计

文章设计了一种具有实时图像传输功能的新型高枝水果采摘器,包括实时图像传输系统、伸缩杆、收纳装置、枝剪机构、控制手柄等。图像采集装置位于伸缩杆顶部,采集的视频信号通过WiFi传输到手机;收纳装置设有进、出料口及收纳网;控制手柄位于伸缩杆底部,通过拉杆控制位于伸缩杆顶部的枝剪机构实施剪切。操作者站在地面上,通过实时图像传输系统随时掌握高枝水果采摘情况,并通过控制手柄实施水果采摘。     

基于物联网技术的农田滴灌远程控制系统的研发

【目的】传统模式下的农田灌溉通常采用人工方式对农田进行灌溉,随意性较强,水资源利用率低,为了有效解决上述问题,提高农业水资源利用率,实现传统农业向智能农业的转变。【方法】笔者结合物联网技术,从传感器信息采集模块设计、终端控制模块设计以及无线传输模块设计、上位机设计等方面进行研究,设计了一款基于物联网技术的农田滴灌远程控制系统。【结果】该农田滴灌远程控制系统在应用过程当中能够保持正常运行,满足不同类型环境的需求,尤其适用花园、温室蔬菜大棚等封闭的环境,有效降低了人力成本,充分满足了农田区域化的灌溉需要。【结论】该农田滴灌系统实现了对农田中的电磁阀启停控制以及节水灌溉任务,保障了农作物能够在适宜的环境中生长,推动了农业增产增收,实现了智能化精准农业,应用前景广阔。     

基于Android平台的变量施肥无线控制系统设计与试验

为推动施肥机具向智能化方向发展,本文基于Android平台设计一款变量施肥控制系统,该系统主要包括施肥监控APP和施肥执行控制器。施肥监控APP于Android Studio平台开发,主要完成施肥参数设置、目标排肥转速计算和施肥状态的监测和显示,系统作业时APP通过WiFi与施肥执行控制器进行数据交互。施肥执行控制器主要包括数据采集模块、信号转换模块、排肥驱动器和排肥驱动电机。系统启动后施肥监控APP向施肥执行控制器循环发送控制指令,实现施肥机的控制和作业状态的监控。最后通过试验室试验对系统性能进行验证,试验结果得出系统控制排肥驱动电动机的样本标准偏差均值为0.39,系统具备良好的跟随能力,监测车速信号的相对误差为3.164%,车速监测水平较为精确。排肥精确度的准确率平均值为94.65%,说明本系统满足精准施肥要求。本系统实现了手机APP替代施肥控制器主机的功能,用户通过手机安装APP实现精准施肥监控,降低投入成本,为实现精准施肥推广和大数据获取提供借鉴。     

基于CC2530的温室智能移动监测系统的设计

介绍了一种基于CC2530的温室环境监测系统的设计,该系统由终端节点、路由节点、网关节点和个人移动终端组成,各节点完成温度、湿度、光照等大棚环境参数的采集,用户可通过手机移动终端Android系统实现对大棚环境参数的实时监测。     

灌区测控一体化闸门系统设计与试验

【目的】实现灌区明渠输配水的智能化控制。【方法】采用传感测量、电气控制、机械设计制造和无线通信等技术,研发了一种基于PLC和物联网的灌区测控一体化闸门系统,该系统主要包括两大部分:现地闸门终端和物联网远程监控系统。本研究运用矩形渠道平板闸门的过流量检测方法,然后融合信息采集、自动控制等技术,使该闸门系统具备渠道水位、闸门开度、过闸流量等参数的计量功能;采用对称双齿轮齿条作为平板闸门升降的传动机构,提升了闸门启闭运行的稳定性、安全性和效率;研制了基于PLC的现地闸门终端控制装置,具有闸门终端远程通信和自动控制的功能;开发了远程监控平台软件,包含手机端和电脑端,实现了对闸门的远程监控与工情数据管理。【结果】闸门终端工作性能稳定,系统具有计量精度高、稳定性强、操作和维护方便的特点,闸门开度控制的最大误差为1mm,网络丢包率接近于零,自由出流的测流误差小于4.6%,淹没出流的小于8.3%。【结论】因此,该系统适用于灌区中小型渠道输配水过程的精准控制。     

苹果采摘系统传动模块设计

为解决人工采摘速度缓慢、效率低下的问题,在研究机械传动的基础上,设计了苹果采摘系统传动模块,该模块包括360°整体旋转装置、竖直伸缩装置、折叠装置和横向伸缩装置四部分。360°整体旋转装置由蜗杆带动蜗轮实现绕Z轴360°旋转,竖直伸缩装置和横向伸缩装置由齿轮齿条传动实现Z轴和Y轴方向升降、伸缩运动,折叠装置在气泵传动作用下实现对横向伸缩装置和采摘模块的折叠。四部分的协调配合实现了苹果远距离和快速采摘。     

基于嵌入式的垃圾信息自动采集系统设计

【目的】设计一种垃圾信息自动采集系统,实现垃圾信息智能化自动采集。【方法】拟定一种基于嵌入式的垃圾信息自动采集系统设计方案,系统设计方案包括硬件和软件两部分,其中系统硬件包括人体感应模块、箱门控制模块、重量检测模块、图像采集模块等,系统软件包括箱门自动控制功能、垃圾图像信息自动采集和传输功能。根据设计方案,将各个模块进行调试,测试系统的稳定性。【结果】系统可实现连续工作72 h,当物体靠近人体感应模块,距离小于5 cm,箱门控制模块舵机正转,10 s后舵机反转回到初始位置,模拟垃圾投入垃圾箱,箱门自动打开和自动关闭功能;将物体放到重量检测模块,模拟垃圾放入垃圾箱入口检测单元,几秒后图像采集模块将垃圾图片通过串口传输到上位机串口调试助手显示,实现垃圾进箱后的图像自动采集功能。【结论】各个模块经过调试安装,相互作用,实现了预期的箱门自动开闭功能和图像自动上传功能,该系统运行稳定、可靠。     

基于Android终端交互的果园变量喷药控制系统设计

开发了一套基于Android终端交互的果园变量喷药控制系统,采用流行的安卓手机或平板电脑作为人机交互界面,上位机与下位机通过蓝牙模块进行无线通讯,实现了通过手机或平板等智能终端对喷药阀门的控制及相关参数显示;采用mega128微控制器作为系统控制核心,实现喷药参数监测和单位面积施药量的自动变量控制;进行了变量喷药试验,结果表明:系统根据作业速度实时调节阀门开度,可以较高的精度和较快的速度完成对单位面积施药量的精确控制。     

基于PLC的侧深施肥装置自动控制系统设计

【目的】侧深施肥装置在水田作业环境中存在排肥管堵塞、肥料颗粒破碎率高等问题。【方法】课题组设计制造了一套恒湿干燥排肥改造后的自动化控制系统,该装置由积肥盒、螺旋排肥机构、恒湿系统、肥料作业检测系统以及自动控制系统组成。该系统以西门子1214C AC/DC/ALY PLC为中央控制器,控制各个阀门、抬升液压缸、电机的动作,并接收湿度传感器的信号;上位机软件采用西门子Win CC V7.0进行设计,通过触摸屏与PLC的通信,完成侧深排肥系统的人机交互功能。【结果】该系统可实现螺旋施肥量的精准控制、施肥装置抬升与下降、施肥堆肥区域温湿度控制、施肥量动态监控、排肥区域湿度控制等功能,整个控制系统可在施肥过程中实现全自动化并实时更新显示状态。【结论】与传统电气控制方式相比,利用PLC进行侧深施肥控制系统设计具有更高的系统稳定性,有效减轻了人员工作量,提高了工作效率,同时具有较好的工程价值。     

基于模糊控制的智能植物滴灌装置设计

随着经济的发展和城市化进程的加快,我国耕地面积日益减少、水资源持续短缺,粮食安全问题日益严峻。智能植物生长柜因具有节水、环保、安全、不受环境制约等优点,是解决该问题的有效方法之一。【目的】提高智能植物生长柜的水资源利用率。【方法】设计了基于模糊控制的智能植物滴灌装置,该装置主要由植物支架、控制器、传感器、水箱、电磁阀及滴箭构成,利用模糊控制算法实现智能滴灌。【结果】基于模糊控制的智能植物滴灌装置能很好地实现数据采集、灌溉控制、参数设置和数据处理等功能,将土壤湿度控制在合理的范围内,在用水量相同的情况下作物长势更优。【结论】该装置可有效提高智能植物生长柜的水资源利用率以及自动化程度,并可推广至其他智能滴灌系统。     

基于机智云平台的温室番茄远程监控系统

设计了基于机智云平台的温室番茄远程监控系统，上位机由手机APP终端和机智云平台组成，下位机部分采用STM32F103单片机作为控制器将传感器获取的环境参数上传至上位机，ESP8266 Wi-Fi模块实现了上位机与下位机之间的数据交互。用户可使用上位机对温室番茄环境生长参数进行远程监测和实时调控，经测试该设计数据获取准确、系统运行稳定，实现了预期的功能。      

基于慧鱼组合式智能辣椒采收装置的研究

【目的】传统的辣椒收割机机体大、笨重、功能单一、效率低、采收品质不好,已无法满足农业快速发展的需求。【方法】笔者基于强农惠农政策背景,以辣椒产业需求为出发点,研发了一款多功能自动辣椒采收机——“辣椒猎手”,分析了该装置行走模块、智能采摘模块、太阳能模块等的设计及工作原理。【结果】“辣椒猎手”集智能控制、行走、采摘、储存、粉碎、耕作、播种和供能于一体,可辨别果实成熟度,配套AI实现一机多用,极大地提高了辣椒采收效率和质量。【结论】该产品的推广应用能让农业生产更加智能化、高效化、可持续化,可为实现农业高质量发展和乡村振兴注入新动能。     

基于Android平台的农田作业机械自动导航装置

为了实现农田作业机械无人化自动作业,进一步减轻劳动力投入,基于Android平台设计了一种农田作业机械自动导航装置,该装置由机载控制模块、Android控制终端和差分全球定位系统（DGPS）基准站3部分构成。装置内嵌一种新型路径追踪算法。该算法通过邻域画圆寻找与规划路径交点,确定农田作业机械的趋近方向,可以极大地提高农田作业机械耕作控制精度。经大田试验验证,该装置具有精度高、成本低以及稳定性良好等优点。      

全地形智能采摘机器人电路设计

【目的】解决农业采摘机器人控制电路简洁性欠佳、稳定性差、成本高昂的问题,助力农业采摘机器人的推广普及。【方法】课题组对全地形智能农业采摘机器人行走、避障及采摘控制电路进行了设计。该电路包括核心控制器模块,与核心控制器模块输入端连接的超声波测距模块、摄像头模块、压力感知模块和红外测距模块,与核心控制器模块输出端连接的左行走电机驱动电路、右行走电机驱动电路、摄像头旋转电机驱动电路、摄像头俯仰舵机驱动电路、底座旋转电机驱动电路、旋转臂驱动电机驱动电路、摆臂驱动电机驱动电路、手爪旋转电机驱动电路和手爪驱动舵机驱动电路。各个模块有机配合,实现了全地形采摘机器人的智能路径规划和采摘。【结果与结论】本电路结构简单明了,具备高稳定性、高可靠性和强实用性,技术实现方便且成本相对低廉,功能完备且功能扩展性强,便于推广及应用,可搭配收获机械、喷淋设备等,也可投入抢险救灾、科考探测、物流运输等其他领域。     

基于Android系统的蔬菜智能耕作装置设计与试验

为了提高蔬菜生产智能化水平,针对蔬菜生产集约化程度不高、自动化水平低及耕作耗时耗力等问题,集机械设计、压力传感、无线传输、互联网通信及Android手机终端控制等技术,设计了蔬菜智能耕作装置。该装置包括耕作机械部件与以STM32单片机为核心的控制系统,并基于Android系统开发了移动客户端软件,可实现耕作信息远程查看及操控功能。根据Android客户端的耕作指令,选择不同功能的末端执行器以完成相应的动作:通过电容式土壤水分检测功能,实现土壤水分信息监测;通过播种部件以及龙门架定位,完成定位定量播种;通过液态物料投放部件以及设置在液路管道接口处的PVDF压力传感器,实现液态物料投放堵塞及流量监测,完成液态物料精量投放;通过CCD摄像头获取作物图像信息,并基于BP神经网络开发了杂草识别算法,实现杂草识别。试验结果表明:该智能耕作装置可实现定位定量播种功能,株距平均合格率可达95.13%,平均误播率为4.86%;液态物料投放功能较为稳定,且均匀性较好,最大投放误差不超过5.4 g。     

基于Arduino的自动浇花系统的设计与实现

文章所设计的自动浇花系统,利用温度传感器和土壤湿度传感器传感器来收集植物生长的温度或者土壤湿度,并传输到Arduino开发板,然后通过蓝牙传输到Android手机,实现用aPP软件随时察看植物的温度或者土壤湿度。