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。     

畜禽粪污资源化利用的太阳能成套设备创新研究

【目的】解决国内畜禽粪污光伏供电相关处理设备以及畜禽粪污输送设备,因建设、运行成本及智能化程度低而导致的农户应用积极性不高等问题,实现高效的粪污能源化。【方法】笔者基于当下有关研究成果,结合相关学术理论,对畜禽粪污资源化利用的太阳能成套设备展开创新性设计。该创新设计主要围绕太阳能板自动跟踪控制系统、具有切割粉碎功能的抽排系统以及抽排系统双重控制三个方向展开,并将其投入测试,验证工作效果。【结果】该创新设计对太阳高度角和方位角的计算误差较小,符合太阳光追踪的基本要求,增设了抽排设备智能控制温度,建立的检测控制系统以及接地系统准确且稳定,验证了本研究各模块功能的可行性。【结论】该创新设计可以在一定程度上提高畜禽粪污的综合利用率,促进我国畜禽粪污肥料化、基质化、能源化发展。     

基于STM32F1的太阳跟踪系统的设计

针对现有太阳跟踪系统受天气影响大、稳定性不高等问题,设计了一种基于STM32F1的太阳跟踪系统。该系统以STM32F1为控制核心,通过电子罗盘模块和双模定位模块获取系统的位置姿态,当地坐标及时间。结合存储在系统内部的天文数据计算出系统所需调整的位姿参数,利用步进电机及编码器实现对太阳跟踪的闭环操作。通过测试,该系统具有反应灵敏,无需视觉,不受天气影响的特点。对提高太阳能利用率具有实用意义。     

光纤集光照明系统在温室中的应用研究

为温室提供一种能够收集太阳光线,对温室农作物进行人工补光的光源。运用温室外的太阳光聚光器收集太阳光,并将其导入系统内部,再经过光导纤维束传输后,由安装于系统另一端的出光部分把太阳光线均匀地发散到温室内需要光线的地方。该系统可以节约电能,为温室内的农作物补充足够的太阳能。     

基于滤波算法的林果采摘机器智能控制系统研究

【目的】提高林果采摘机器的综合采摘效率,减轻人工作业强度,优化系统数据收集与传输性能,提升系统稳定性。【方法】课题组设计了一款基于滤波算法的林果采摘机器智能控制系统。该系统利用滤波算法实现了网络信息拥堵控制,其工作原理为：通过高分辨率相机收集林果图像发送至总控系统,使用滤波算法识别目标林果后检测位置信息;由传感器收集林果与机械爪的距离进行位姿计算,运动控制设备发送指令后机械臂到达采摘位置;末端执行设备控制电机运转后操控机械臂完成采摘。【结果】测试表明,系统应用滤波算法的适应性良好,与应用灰狼算法相比,整体运行稳定率达到了92%以上,各项参数指标符合预期。【结论】该林果采摘机器智能控制系统可实现高效智能采摘,推广前景较为良好,本研究可为类似采摘或收获农机装备的优化设计提供参考。     

基于ESP8266的太阳能自动跟踪和智能控制装置

根据国内外光伏发电系统的发展现状和目前太阳能发电技术的发展特征,以及当前太阳能光伏发电系统效率普遍偏低的情况,课题小组通过实验设计了基于ESP8266的太阳能自动追踪和智能控制装置。该装置通过处理控制器(ESP8266)单片机实现了自动调节和对各种太阳能发电站进行数据监测,完成了对数据的自动跟踪,从而大大提高了太阳能发电效率,实现了智能控制。     

一种自动化豆腐皮加工装置的设计

【目的】解决现有的豆腐皮加工装置人工添加豆浆成本较高、用竹签等工具收集豆腐皮时易出现位置偏差以及存在豆腐皮收集不整齐等问题。【方法】研发一种自动化豆腐皮加工装置,该装置主要包括豆浆研磨筒、豆浆煮沸炉、豆浆储存容器和豆腐皮生成容器,其中,豆浆研磨筒通过驱动电机驱动旋转的研磨砂轮研磨大豆,在豆浆煮沸炉中利用高功率电加热模块煮沸豆浆。通过液位传感器和电控阀的配合,实现豆浆的自动添加,保证豆腐皮生成容器中的豆浆量保持在较佳的位置。采用两根捞杆配合使用,使得豆腐皮自动对半折叠,完成对豆腐皮的收集。【结果】该装置可实现豆浆的自动添加、完成对豆腐皮的自动收集,通过液位传感器监测豆浆液位,通过电控阀门开启进豆浆口,保证豆腐皮生成容器中的豆浆量保持在较佳的位置,提高了豆腐皮的生成质量。【结论】可实现豆腐皮的加工自动化、机械化,降低人力成本和劳动强度,能够保持豆腐皮表皮完整性,从而提高豆腐皮的加工效率,有效实现豆腐皮的自动加工,使豆腐皮的生产形成规模,满足广大市场的需求。     

单轴抛物槽集热器设计

针对宁夏地区枸杞等农副产品干燥问题,设计太阳能干燥装置中的单轴抛物槽集热器,该集热器主要包括机械传动系统、抛物槽聚光器和控制系统。机械传动系统由东西旋转跟踪传动机构和高度角调节机构组成;控制系统基于PLC控制,能根据每10 min时间间隔计算的跟踪角控制步进电机调整跟踪方位,适时追踪太阳位置;人机交互通过上位机组态界面实现。试验结果表明:该集热器运行稳定、可靠、人为干预少,跟踪精度可达到抛物槽法平面与日地连线的适时夹角不超过3°,从而高效、环保、节能的提高农副产品的干燥品质。     

太阳能饲草干燥空气集热器自动跟踪系统应用研究

为了提高太阳能饲草干燥设备空气集热器对太阳能的吸收集热效率,最大限度的利用太阳能,分析了太阳能空气集热器自动跟踪太阳技术,比较了被动跟踪模式和主动跟踪模式运行过程中的优缺点。针对太阳能饲草干燥空气集热器提出了被动跟踪模式与主动跟踪模式相结合的单轴跟踪结构,该跟踪模式结合了两种跟踪模式的优点,很好地克服了两者的不足。试验表明,本系统适用于太阳能饲草干燥,转动跟踪精度高,工作稳定性好,而且太阳能接收损失小,结果显示本系统可使集热器出口温度平均提高15℃,集热器效率得到提高,达到太阳能饲草干燥设备优化的目的。     

太阳能及提高其利用率方法综述

:随着世界经济的发展,能源需求日益剧增,传统的化石能源存储有限,加之环境污染警钟长鸣,导致新能源开发成了当务之急.太阳能在新能源中占有重要地位,可利用时间相对长久稳定,储量巨大,又无污染,将来一定会在绿色能源中占主导地位,但是目前太阳能利用技术还不够完善,使得太阳能利用效率低,阻碍了太阳能的大规模应用推广.太阳自动跟踪系统是提高太阳能利用率卓有成效的方法之一,已经成为重要的研究方向.特别是全方位的跟踪系统,可以提高太阳能的利用效率,拓宽太阳能的应用领域.     

基于视日运动轨迹的太阳跟踪装置控制系统的研究

为了高效地利用太阳能,设计了一种基于视日运动轨迹的太阳跟踪系统。介绍了跟踪装置控制系统的组成及工作原理。该系统采用视日运动轨迹跟踪方案,控制器根据相关的公式和参数计算出白天太阳的位置,再将高度角和方位角转化成相应的脉冲发送给驱动器,驱动电机使太阳能电池板随着太阳的轨迹变化而变化,从而获得最大的太阳能。实验表明,采用该跟踪系统可以有效地提高太阳能量接收率。     

槽式太阳能温差发电装置跟踪控制系统设计

为提高太阳能发电装置的太阳能利用率及输出功率,以槽式太阳能温差发电装置为研究对象,设计一种以PLC为控制器,MCGS触摸屏为组态界面的跟踪控制系统。该系统通过光照度传感器反馈信息,步进电机控制聚光镜,使得聚光镜绕南北东西两侧旋转跟踪太阳的高度角和方位角,以此提高太阳能发电装置的光电转换效率。为验证槽式太阳能温差发电装置跟踪控制系统的可行性,对装置的发电量进行测量,试验结果表明：装置连续10天给日光温室负载供电,总发电时间为52.01h,共发电2.74kW·h,可满足日光温室育苗的日常用电。装置结构灵活,可通过增加串并混合连接温差发电片的数目,进一步提高该装置的发电量。     

浅谈光伏发电太阳能追踪系统的设计

正太阳能追踪系统是保持太阳能电池板随时正对太阳,让太阳光的光线始终垂直照射太阳能电池板的装置。利用该系统,能够显著提高光伏发电设备的发电效率。本文现对太阳能追踪系统的设计进行简要介绍。1太阳能追踪系统的基础数据太阳光照射地面的角度与地球的运动轨迹有着直接的关系,太阳照射的角度是太阳能追踪系统运行的     

平衡式太阳光检测与跟踪控制系统技术研究

实现太阳光自动跟踪控制技术是充分挖掘太阳能资源的重要手段之一。为发挥太阳能最大光伏效率，文章所做的研究在克服了同类产品设计缺陷的基础上，整体技术围绕着平衡式的设计原则，最大限度地降低跟踪控制以及执行机构的功耗，提高太阳能光伏的利用率。     

牧草干燥太阳能折射式线聚焦平板聚光镜设计与试验

针对目前太阳能干燥设备生产率低、太阳能空气集热器热效率低的问题,设计了太阳能折射式线聚焦平板聚光镜.对聚光镜进行三维模型设计,通过数值计算建立聚光镜能效模型,进而分析光线入射角、焦距误差、系统跟踪精度和聚光面加工误差对聚光比和聚焦光带能量分布的影响.分析得出,当聚光镜采用东西方位跟踪太阳、方位角跟踪误差保持在±1.1°...     

模拟曲射电磁炮系统设计

模拟电磁曲射炮是一个控制系统,通过电容的充放电实现电磁炮的发射;俩个舵机控制炮筒的竖直与水平维度,摄像头用于追踪红色标识,摄像头与水平维度舵机相连,当扫描到标识时,发射出弹丸。该系统具有良好的性能,最终能很好地实现定位发射、摄像头识别任意位置标识从而自动搜索并发射弹丸,具有很好的稳定性。     

基于UWB技术实现自动跟随小车设计

随着科学技术的发展,自动跟随技术越来越广泛。为了实现一种高精度的定位跟随,设计了一种基于UWB实现自动跟随目标的小车。小车通过UWB基站与目标携带的UWB标签连接。当UWB主基站将各个辅基站与UWB标签之间的距离值通过串口发送给微处理器,微处理器通过算法得到目标携带的UWB标签的位置。根据程序算法得到的目标位置信息,微处理器将控制小车舵机的转向角度和电机的启停和转速,从而实现小车对目标自动跟随行驶的功能。实验结果表明,基于UWB实现自动跟随的小车能够更准确灵活地跟随目标行驶。     

一种基于改进布谷鸟算法的极值搜索控制方法及应用

【目的】不确定复杂动力学系统难以实现最优控制。太阳能光伏系统由于其外界环境不确定,导致其最优稳态模型不确定,需要一个最大功率点跟踪（MPPT）控制器确保在任何环境下太阳能电池都保持最大功率工作。【方法】课题组介绍了一种基于改进布谷鸟算法的极值搜索控制方法（ICS）,通过改进算法迭代过程提升其动态性能和稳态性能,并提出了离散-连续控制方法,实现了离散算法在连续物理系统中的应用,并通过数值仿真的方式验证了ICS算法性能。【结果】与传统CS算法相比,ICS算法大幅度优化了调节时间、振荡次数和极值搜索能力,其调节时间仅为0.025 5 s,算法收敛前仅大幅振荡两次,且该算法找到的极值输出功率也大于传统CS算法,即更接近全局最优值。【结论】ICS算法的动态性能和稳态性能均远优于传统CS算法,其在调节时间、振荡水平和极值搜索能力等方面均性能优越。     

太阳能抽水泵的自动追光控制系统研究

在西部偏远的农村,阳光充足,太阳能要比电能更容易获得,农业用水可以采用太阳能抽水泵。介绍了一种自动追光控制系统,它用来辅助抽水泵的太阳能供电系统,控制步进电机去带动太阳能电池板自动旋转,使电池板能够保持在太阳能转换效率最高的位置,能够使太阳能抽水泵更加充分利用太阳能资源。     

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。