采摘机器人智能监控和路径规划设计研究

为了提高采摘机器人自主导航和自动化定位能力,提升机器视觉的路径规划精度,基于 TI 公司的MSP430 F149 单片机,设计了一款具有监控终端和GPS导航功能的自动采摘机器人,实现了机器人路径规划实时处理、通讯、定位、报警一体化和自动化控制功能. 通过测试发现,MSP430F149 单片机具有功耗低、体积小、操作简单,便于系统管理维护等优点. 对机器人5 种路径规划的总体行驶精度路、径规划的移动时间利用率、路径规划的漏采率进行了测试,通过测试发现:5 种路径规划中套行法的各种指标测试效果最好. 同时,结合MSP430 F149 单片机和PID算法,实现了采摘机器人高效自动化采摘功能,提高了机器人的采摘精度,为采摘机器人的智能化设计提供了较有价值的参考 .     

低功耗智能灌溉采集控制器的设计

当前灌溉控制存在的问题主要有:大多采用外接电源供电,功耗很大;数据采集功能因传感器种类少而受到限制;电磁阀在开启状态下需要电压来维持.为此,开发了低功耗的智能灌溉采集控制器,采用了单片机MSP430F149为主芯片,利用太阳能为系统充电,同时配备4个传感器接口,实时监测环境因素,根据反馈数据自动控制灌溉.另外,多种灌溉程序使得产品能够广泛应用于大田、园林及庭院的灌溉控制.     

基于农药光透性的混药比反馈在线混药装置

设计了基于农药光透性的混药比检测单元、采用PWM波占空比控制注入量的药液注入单元和以MSP430F149单片机为核心的低功耗控制单元,分别对各功能单元进行性能测试和标定实验,在此基础上构建了药液混药比反馈在线混药装置,并对农药百草枯进行1∶200混药比定点跟踪实验。结果表明,基于农药光透性的混药比反馈在线混药方法及装置可以实时获取混药比反馈信息,自动调节药液注入量,准确跟踪设定混药比,有效满足农药在线自动混药要求。     

温室超低功耗无线传感器智控系统设计——基于MSP430和ZigBee

为了实现对大棚温室环境温度的有效监控,采用ZigBee技术,通过SN8P2722八位单片机自主采集和控制大棚环境温度,使温度的调节更加方便快捷,并经由无线射频发射器与MSP430F149超低功耗嵌入式系统通信,通过开发底层软件和上位机软件,实现对大棚温度自动调节的智能控制系统的设计。实验结果表明:本超低功耗智能控制系统运行良好,可以自动地对蔬菜大棚环境温度进行检测与调节。此系统人机界面操作方便,且采集系统携带方便、经济适用和省电,具有重要的现实意义。     

开关电源模块并联供电系统

本系统主要由DC-DC变换器、保护电路、控制系统、显示等电路模块组成。采用了MP2307降压变换器实现DC-DC变换。控制系统选用单片机MSP430F169．结合DC-DC自身反馈,实现稳定、可调的输出电压。MSP430169控制实现显示、A／D和D／A转换、过流保护、处理电压反馈信号、对MSP430169进行控制、显示和人机交换等功能,使用直观方便。在设计过程中充分考虑了制作成本和功耗,多使用集成芯片,以较低的成本实现了题目的要求。     

烟叶烤房温湿度模糊控制系统的设计

为了实现对烟叶烤房中温湿度的智能控制,采用模糊控制方案,利用模糊推理合成规则,得出了模糊控制结果.采用模糊解耦的方法,较好地解决了烤房中温湿度间的强耦合问题.同时,给出了基于MSP430F149单片机的温湿度模糊控制器系统实现电路.实践证明,该系统运行稳定性强,控制精度高,硬件设计合理,整机可靠性高,提高了温湿度的控制精度和烟叶烘烤的质量,可以推广使用.     

无线传感器网络在温室农业中的应用研究

设计并实现温室农业无线传感器网路,用于监测农作物生长环境.用高性能、超低功耗单片机MSP430F149设计温湿度、光照强度传感器节点和汇聚节点;采用无线射频器件CC2420实现数据的无线收发;针对汇聚节点能量不限的特点,改进传统MAC协议,提出并实现了一种基于令牌的MAC协议.实验证明,该网络具有生命周期长、稳定性好的优点,可以满足温室农业的环境监测要求.     

农业激光自动采摘定位机器人控制系统设计——基于PID控制

结合STM32和MSP430单片机设计了一种新的农业果实采摘机器人激光自动瞄准系统,并在系统设计过程中引入了PID算法,大大提高了果实采摘机器人的定位精度和自动化程度。该系统对果实目标区域采用两组控制系统进行图像采集和运动控制。其中,STM32单片机控制图像采集设备,并对图像信息进行分析处理,数据结果经无线通信送MSP430单片机,控制电机带动激光笔移动瞄准目标位置。系统采用Open CV处理图像,实现了人机交互功能,利用PID控制算法调整瞄准误差,提高了瞄准精度,通过对电机的闭环控制,实现了激光自动瞄准功能。实验结果表明:此系统可以成功锁定目标,达到了较高的精度,为激光瞄准系统在农业自动化和现代化中的应用研究提供了理论依据。     

基于大数据和无线通信的微耕机通信系统研究

介绍了微耕机通信系统总体结构和转向控制结构,基于MSP430F149微处理器、无线射频SYNF115发送模块和SYN480R接收模块,完成了微耕机通信系统硬件部分的设计,并结合软件部分实现了一套基于大数据和无线通信的微耕机通信系统。试验结果表明：无线遥控器可以实现对微耕机前进、停止、左右转向的控制,实际控制距离可以达到1.5km,验证了系统的可行性。     

基于模糊控制的疏浚泥射水抽真空装置真空度可调设计

基于变频调速方法改变射流泵喷嘴处的喷射强度,从而改变抽真空能力,实现射流泵抽真空装置的真空度可调.以MSP430F149单片机为主控模块设计了控制系统的硬件,并采用模糊控制的方法实现离心泵转速控制,在搭建的试验台上开展了真空度可调试验.结果表明:所设计的射流泵尺寸结构不变时,真空度随离心泵转速提高(或者射流泵工作水流量的增大)而增大;射流泵抽真空试验装置真空度调节范围在0~92 kPa,真空度控制精度在5 kPa以内,达到稳定的设定值所需要的实际时间在25 s以内;试验结果表明模糊控制的方法具有自适应强的特点,装置能获得稳定可靠的真空度控制.对比闸阀调节真空度的方法,变频形式具有节能的优点,真空度可调的特性也将在井点降水等其他抽真空领域中获得应用.