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51单片机智能微灌系统设计+源程序+文献综述+任务书+开题报告

更新时间:2010-11-22:  来源:毕业论文

51单片机智能微灌系统设计+源程序+文献综述+任务书+开题报告
根据实验室的具体情况,设计并完成一个智能微灌系统的软件设计,另一位同学完成硬件部分,两位同学合作共同完成整个系统设计、安装和调试。
毕业设计期间要求学生要有端正的工作态度,不迟到,不早退,遵守毕业设计纪律,认真做好各原始数据的记录与保管,做好毕业设计日志,及时加以分析整理,发现问题并解决问题,认真完成导师布置的设计任务。
工作要求:
    1. 查阅中外文资料,理解课题内容,制定毕业设计初步方案,讨论方案的可行性,根据讨论结果加以修改。
    2. 准备毕业设计所需的各种材料、仪器设备等。
    3. 进行毕业设计,包括掌握各种设备的操作,微灌系统软件部分的调试、安装,装置的改进等。
[1]设计单片机的控制程序,控制微灌系统
       [2]设计系统工作的模拟环境
       [3]在试验中,不断改进程序保证系统的稳定运行
       [4]在保证系统稳定运行的基础上,完善程序让系统的功能更加齐全
    4. 撰写毕业论文,并翻译1篇外文相关资料。
5. 做好答辩准备工作,顺利地完成毕业设计答辩。
技术要求:
[1]熟练运用MCS-51单片机控制整个微灌系统
[2]单片机能正确接收到湿度传感器传送的信号
[3]A/D转换原文请找腾讯752018766六,维|论~文/网
http://www.lwfree.cn模块能将传感器的模拟信号准确转换成数字信号
[4]设计程序能对信号做出处理,发出控制信号使继电器工作,从而让外部的水泵做出相应的动作
[5]设计的程序能实时监控土壤的湿度,能够将数字信号通过算法转换成相应的湿度,并将转换后的湿度送到液晶显示出来
[6]湿度传感器要能够采集到土壤的湿度变化
毕业设计(论文)的主要内容
[1]3月19日——3月25日   查阅中处各种文献资料,了解国内外智能微灌系统的发展状况,发展趋势以及存在的缺陷。
[2]3月26日——3月31日    制定出初步设计的方案,利用查阅的文献来完成开题报告、任务书和文献综述。
[3]4月1日——4月8日      对初步设计的方案进行深入,制定出系统的具休组成模块及器件构成。
[4]4月9日——4月15日     完成湿度传感器采集、放大电路及A/D转换模块
[5]4月16日——4月25日    完成核心控制单片机、控制开关及显示部分
[6]4月26日——5月5日     完成控制程序的编写设计
[7]5月6日——5月10日     完成模拟环境的设计
[8]5月11日——5月31日    对系统进行试验,改进系统,保证系统的正常工作;同时,完善系统功能,使系统的功能更加齐全
[9]6月1日——6月10日     完成毕业设计论文
一、研究背景、概况及意义
目前微灌技术的自动化程度发展较快。较为高级的控制系统一般采用高度电脑智能化管理,该系统可根据现有的基质水资源状况、外部的气候等条件自动实施灌水与施肥。这类设备由于投资高、每个控制软件只能应用于一种花卉,控制软件的开发研制成本高,虽然使用操作系统比较简单,但控制软件性能与花卉栽培农艺还存在一定的差异,故在花卉生产中难以推广,目前主要应用在科研单位。而采用一般电脑智能管理,这类设备目前应用较为广泛,属于通用型设备,适用于花卉,蔬菜,瓜果类生产。但该设备程序控制较复杂,相应的操作人员素质要求高,而且设备中的许多功能甚少应用,无形中造成许多投资浪费。
温室微灌技术和设备在我国还处于研究和待开发阶段,系统的成套性还较差, 主要部件品种少,质量不稳定。因此,加速开发成套、适用、可靠、先进的温室灌溉系统是我国今后节水灌溉设备发展的主要方向。自动控制灌溉系统,基本上还是手动阀门来操作。自动控制器等方面还有待于进一步开发和应用。微机和单板机等自动控制监测系统装置,已在某些微灌工程中试验和应用,初步显示出微灌采用自动化管理系统的优越性和先进性。
随着世界性水资源、能源的日趋紧张,采用节水、节能的灌水方法已成为全世界灌溉技术发展的总趋势,推广节水灌溉也已成为世界各国为缓解水资源危机和实现农业现代化的必然选择。智能化的微灌系统可以实现大面积的作物田间灌溉,在很大程度上节约人力、物力,实现作物生长大面积的管理,实时掌握作物的生长环境。开发简单、快速、实用的微灌智能化设计具有重要意义。
二、研究主要内容
本次课题为智能微灌系统设计,该系统的初步设计主要是包括五个部分:湿度采集、模数转换、单片机控制、显示部分、灌溉设备。
首先,采用湿度传感器去采集土壤的湿度;然后通过信号放大电路将传感器采集到的电信号放大,并对放大的信号做模数转换;
其次,单片机将接收到的数字信号量与内部的预定值进行比较。当达到需要灌溉的要求时,单片机将发出一个信号促使水泵通电,进行抽水,水通过软管运输到土壤表面,通过软管上的小孔将水喷出,从而达到微灌的目的。
同时,湿度传感器实时采集土壤中的湿度水平,单片机不断对接收的信号进行比较,当检测到土壤中的湿度适宜时,则单片机又发出一信号,通知水泵电源切断,停止灌溉。在整个工作过程,单片机都会将接收到的湿度及供水情况送液晶显示。原文请找腾讯752018766六,维|论~文/网
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三、研究步骤、方法及措施
1、查阅各种文献,了解国内外微灌的发展状况、发展的方向及存在的问题
2、掌握微灌系统的工作原理,从不足的方面出发,找出解决的方案
3、设计系统,焊接实物模型
(1)整个系统是要实现微灌的智能化,因此采用MCS-51单片机做为整个系统的控制核心,其实现对微灌设备的电源通断控制。在单片机和微灌设备之间用上继电器,通过单片机控制继电器的通电与断电,进而控制水泵电源的通断电,这样就实现了微灌的自动化。
(2)湿度采集:湿度传感器将采集到的土壤湿度转化为电信号,但是这个电信号量比较小,因此在传感器后增加一个放大电路,放大电信号,可以方便处理信号。
(3)A/D转换:单片机只能接收高低电平的数字信号,而湿度传感器给出的信号则为模拟信号。因此,要在二者之间增加一模数转换。只要这样,单片机才能处理接收到的信号。
(4)开关控制:采用继电器做为控制开关,由单片机发出高低电平来控制继电器的通断电,进而控制水泵的工作情况。
(5)湿度显示:为了能实时观测土壤的湿度,单片机需要将接收的代表湿度的数字信号经处理后,转化成相应的湿度值送到LCD显示。
(6)控制程序:程序主要完成将接收的数字信号与预定值进行比较,产生一个高低电平信号去控制开关的通断。然后,要设计一个算法,从而将接到的信号转化为相应的湿度。其次,要设计液晶显示的程序。
4、试验检测系统的工作稳定性
5、在试验中改进并完善系统
目录
摘要 I
Abstract II
第1章 绪论 1
1.1 微灌概述 1
1.2 研究现状 1
1.2.1 研究背景 1
1.2.2 国内外的发展情况 2
1.2.3 研究的意义和目的 3
1.3 课题指导思想 4
1.4 课题设计任务和要求 4
1.5 论文结构 4
第2章 微灌自动化技术 5
2.1 自动化灌溉概述 5
2.2 微灌自动化控制的发展现状 5
2.3 微灌自动化控制的新技术 7
2.4 现代微灌自动化的发展方向 8
2.5 本章小节 8
第3章 系统设计思想及主要应用器件 9
3.1 系统设计的总体思想 9
3.2 系统硬件简介 10
3.2.1 硬件设计思想 10
3.2.2 硬件构成 10
3.3 系统主要器件 11
3.3.1 核心控制器件AT89S51 11
3.3.2 S302H5V5湿度模块 12
3.3.3 ADC0809 12
3.3.4 串行通信 13
3.3.5 E2PROM 16
3.3.6 LCD 17
3.4 本章小结 18
第4章 系统软件设计 19
4.1 系统软件设计要解决的问题 19
4.2 系统软件模块 20
4.2.1 A/D转换模块 21
4.2.2 LCD显示 23
4.2.3 湿度算法 26
4.2.4 键盘扫描 29
4.2.5 E2PROM读写 32
4.2.6 串行通信 37
4.3 本章小节 39
结论 40
谢辞 42
参考文献 43
附录1  软件程序 44,1676

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