水产养殖多环境因子控制系统的研究

该文分析了国内工厂化水产养殖的现状和存在的问题，提出了以PC机为上位机，以西门子S7-224 Programmable Logic Controller(简称PLC)为下位机的水产养殖多环境因子的计算机监控系统的设计方案，阐述了系统的硬件和软件实现方法，成功地应用在工厂化养殖鳗鱼生产中。试验结果表明，该系统操作方便，人机界面友好，性能价格比高，实时控制鱼池中的溶氧量、温度、pH值，使多环境因子稳定在最佳值附近。增产节能效果显著，为提高我国工厂化养殖水平提供了一项切实可行的技术措施。     

智能温室群集散控制系统设计研究

该文介绍了以ＩＢＭ－ＰＣ机为上位机、ＭＣＳ－５１单片机为下位机的智能温室群集散控制系统的工作原理及功能。阐述了该系统的软、硬件实现方法。系统操作方便,性能价格比高,为建立国产温室群生产基地,实现高效、规模生产提供了技术措施。     

基于现场总线思想的分布式温室智能控制系统

温室自动控制系统是提高温室生产经济效益的关键之一。参照自动控制系统的发展趋势，开发了基于现场总线思想的分布式温室自动控制系统；系统硬件由上位机、智能控制器和智能节点3层组成，采用485总线作为层间通信网络。系统软件应用了实时数据库、智能控制、开放的通信协议、实时决策及模型更新和双向看门狗技术。大约1年多的实际运行效果显示，系统功能完善、可靠性高，适合在温室生产中推广应用。     

采用图像处理技术对鱼体健康状况监视和预报

该文采用两台PC工业控制计算机分别为现场上位机和远程监控机,以多个PLC可编程控制器和多个单片机系统作为下位机,构成计算机集散监控系统。对养殖水体的多环境因子进行自动监测和控制。特别是当鱼类出现不适或死亡时,鱼体会侧翻,腹部白色的区域会暴露,根据其特点,利用数字图像处理技术可以实现对养殖现场中鱼类的健康状况进行实时监视和预报。首先将摄像头拍摄的现场图像灰度化,然后去除各种噪声干扰,得到质量较好的图像,最后对该图像进行数据统计和识别。对如何实现这种图像处理进行了具体描述,结果表明该系统具有良好的实用效果。     

基于AT89C51水产养殖环境参数自动监测系统设计与实现

针对水产养殖中溶解氧、pH值、温度等重要水质参数的监测,采用PC机为上位机,AT89C51微控制器为下位机,设计了一种水产养殖环境参数自动监测系统。该系统实现了对溶解氧、pH值、温度的实时采集、显示和存储,同时还提供了超限报警、历史数据查询等功能。试验结果表明,系统运行稳定、能够准确地采集和显示水产养殖环境参数,且具有操作简便、界面友好、性价比高和易扩展等优点。     

基于ZigBee的无线土壤温、湿度监测系统的设计与实现

介绍了以CC2430单片机,ZigBee协议及上位机软件为核心的无线网络监控系统。该系统主要用来监控土壤的温度及湿度。介绍了如何利用cc2430的硬件资源及ZigBee协议的无线组网功能来实现土壤温湿度监控系统的硬件和软件。重点阐述了系统硬件构成及软件的实现过程。由于本系统实现了c51与cc2430的通信,使连接传感器的c51与无线通信的cc2430形成了各自独立的模块,从而是电路设计简化;由于本系统实现了无线网络与上位机的通信,可以方便的通过上位机软件来控制、分析、存储、图像显示整个无线网络的数据,从而使软件系统功能变得强大。这使整个系统具有低成本,低复杂度,功能强大,模块化,便于调试等优点。     

基于单片机的清淤机控制系统

本文介绍了基于８７５１单片机的清淤机自动控制系统，并着重阐述了系统硬件与软件的结构与工作原理。     

树木年轮信息解析系统研制与试验

树木年轮信息在树木年代学、气候学、生态学、灾害学和环境学等领域研究中有重要的作用。为准确、快速地获取树木年轮信息，降低工作强度和操作复杂度，该研究设计了一种树木年轮信息解析系统。该系统在硬件上进行了机电一体化设计，主要包含滑台模组、旋转编码器、步进电机、置物台、手轮、工业相机、控制箱、光学显微镜、电脑等组件，基于C#语言和OpenCvSharp工具包设计上位机，所设计的上位机软件通过与工业相机、采集器和控制器通信来实现对年轮信息采集、处理和存储，实现位置计算、电机控制和图像识别。系统设计了2种方法进行年轮信息解析：1）电子显微定位法。在常规显微定位法的基础上，基于旋转编码器和螺旋测距法感知滑台线性位移进而实现年轮宽度测量，并使用工业相机和显示器代替传统显微镜来判读年轮线，最后可生成年轮解析图表；2）图机辅助法。在电子显微法的基础上，结合图像识别与电机控制算法进行改进。为验证系统的年轮宽度测量精度、年轮线识别准确率和解析效率，以传统显微镜和光学标定板作为参照工具，采集油松、落叶松、杨树、白桦4个树种的木芯样品进行试验。试验结果表明：在年轮宽度测量精度上，电子显微定位法和图机辅助法的平均绝...     

水体太阳能供电增氧系统及其运行效果

为了快速改善水产养殖水体质量,该文分析了国内水体富营养化的现状和存在的问题,提出了以太阳能电池为动力,采用单片机设计了一套水体增氧系统,重点介绍了硬件组成、结构特点和软件实现方法,并应用在公园鱼池净化和鲤鱼养殖生产中。试验结果表明,该系统能够实时控制鱼池中的溶氧量、pH值,使多环境因子稳定在最佳值附近。为增强水体的自净能力,提高水产养殖水平提供了一种切实可行的技术措施。     

变量施肥电液比例控制系统的设计与实现

为了提高肥料的利用率,同时减少肥料浪费以及多余肥料对环境的不良影响,该文设计开发了一套以MC68HC908GP32单片机为中心的自动变量施肥控制系统。该系统通过RS-485总线接收上位机根据GPS、GIS 数据对应的流量信息,由单片机实时控制液压执行机构,变量输出田间不同位置的施肥量。通过对施肥机实验室静止试验和田间动态试验验证,变量控制可靠,作业效果良好,施肥控制精度小于4%。     

开关型磁阻电机调速系统(SRD)微机控制的实现

提出了一种新型开关磁阻电动机驱动系统的微机控制技术。该技术兼有异步电动机变频调速系统和直流电动机调速系统的优点，运用它可对大小功率各类电动机实现高可靠性的平滑调速。简单介绍了各组成部分的工作原理、控制系统的硬件实现方法和软件流程。由于该系统以8098单片机为控制核心，结构简单、控制灵活，并有故障诊断和保护功能，且整机调速精度高，动态响应速度快；因此，是一种具有很强竞争力的变速驱动系统。     

车辆底盘集中润滑系统智能监控仪的研制

针对国内现有车辆底盘集中润滑系统控制方法及技术存在的不足,提出了基于单片机技术的系统自动加脂及故障检测方法。通过监控仪进行加脂间隔时间和监控时间的设定,通过压力开关检测主油路工作压力,并对油泵的工作时间进行自动调节,实现系统的定时自动加脂与故障报警功能。以PIC单片机为核心设计了控制系统的硬件电路和软件流程。性能检测与应用试验表明,该监控仪工作可靠,性能稳定,可满足车辆底盘集中润滑系统智能监控的需要。     

勺夹式花生小区单粒精量播种单体设计与试验

针对花生小区播种机播种尺寸差异较大种子时存在适应性差、单粒精播粒距合格率低等问题,该研究设计了一种基于STM32单片机控制的勺夹式花生小区单粒精量播种单体。采用先充种后投种的模式,利用夹持空间可调节的勺夹式排种器向双格盘播种总成内单粒排种,由STM32单片机控制光电传感器、增量式编码器以及步进电机等元件,实现有序充种和投种。根据播种时花生种子的运动轨迹,确定影响机具作业性能的主要参数为机具作业速度和投种口离地高度。以提高单粒精播粒距合格率,降低播种漏播率、重播率、破损率为目标,对机具作业参数进行单因素与双因素数值模拟分析,探究了机具作业速度、投种口离地高度以及二者交互作用对播种性能的影响。试验结果表明,机具作业速度0.9 m/s、投种口离地高度15 cm时的播种效果最佳：粒距合格率为96.20%、重播率为2.97%、破损率为0.50%、漏播率为0.33%,整机通过性和适用性良好,能够满足小区育种试验要求。该研究可为花生小区精量播种技术研发提供参考。     

新型高精度温湿度检测箱及其测控系统研制

为了克服传统温湿度检测箱价格昂贵、技术指标精度低、测控参数单一等缺点,研制了一种可靠性高、造价适中、自动化程度高的温湿度检测设备。该恒温恒湿箱在恒湿系统中采用了内、外双循环结构,在恒温系统中采用了二次恒温技术和分段测量方案,并采用了专家PID控制策略、硬件双重保护以及软件补偿等方法,实现了温度和湿度的精确测量和准确控制,提高了系统的性价比。该系统可广泛地应用于气象、温湿度检定、养殖等生产与科研单位,并且由于系统的灵活性和模块化,可以方便地满足其他场合。     

多功能电力参数微机监控装置设计

针对我国大多数配电间的实际运行条件与管理水平,研究以单片机为基础的电力参数微机监控装置,讨论了该装置的硬件结构原理和软件设计思想。该装置能同时测量交流电压、交流电流、功率因数、有功功率、无功功率等各种参数,且具有负荷、功率因数自动控制、统计电压质量、缺相保护、报警及报表打印输出功能。一年多的运行结果表明,该装置性能稳定、工作可靠。     

基于ARM的农业装备共性参数测控系统

为满足多种信号实时采集与控制,分析了农业装备性能参数的特性,基于ARM嵌入式技术研制了具有共性参数检测能力、可满足农业装备综合性能参数检测需要的数据采集与控制系统。在S3C2410A和外围硬件电路构成的硬件平台上,利用多线程技术,开发了具有友好人机交互界面的应用软件。系统最多可提供34个测控通道,经计量和田间试验验证,模拟通道线性误差为0.38%、计数和计频通道误差为1Hz,其测试精度和可靠性满足农业装备的性能参数测量需要。该系统的研制有效提升了农业装备的性能检测手段,具有较高的实用性。     

基于虚拟仪器的挂车车轴性能测试系统

车轴是直接关系车辆运营安全的重要部件之一,但国内对车轴的检测自动化水平不高。在挂车车轴测试系统原型的基础上,通过Pro/E画图软件实现了测试系统的三维仿真,并进行了系统的构建,系统硬件包括支架、导轨、传感器、AC伺服电机及伺服驱动器;系统软件程序由LabVIEW编写,控制伺服电机的转动来驱动联动装置,通过两压头对模拟车轴进行加载,并通过数据采集卡采集位移和压力作为反馈。经过对位移传感器标定试验,得到定位最大相对误差为5.207%,平均相对误差的绝对值为1.4%;负载应力与电压线性回归方程中R＞0.994,Sig.＜0.05,回归显著。最后进行模拟车轴的疲劳、刚度、强度和应力等性能试验和分析,试验结果基本满足项目要求。     

水田高地隙自走式变量撒肥机设计与试验

为解决现有水田撒肥机械地隙低、撒肥量调节技术落后、工作效率低等问题,设计了一种水田高地隙自走式变量撒肥机,介绍了整机结构与工作原理,研究设计了高地隙专用底盘、撒肥盘及排肥口调节装置,并确定了关键结构和参数,对以AT89C51单片机为核心的控制系统进行软硬件设计与系统集成。场地和水稻田间撒肥试验结果显示,推肥板推肥角度-20°～40°可调,机器最小转弯半径1.8m,撒肥盘离地高度可达1100mm,撒肥幅宽达14m,作业效率达到6hm2/h,试验结果表明撒肥机适合在水田里自主行走,整机与控制系统设计满足水田宽幅高效变量撒肥工作要求。