学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

液体流量控制器的研制

作 者: 韩佳冷
导 师: 吴汉华
学 校: 吉林大学
专 业: 无线电物理
关键词: 液体流量 控制器 AT89C52单片机 nRF24L01
分类号: S277.95
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
下 载: 53次
引 用: 0次
阅 读: 论文下载
 

内容摘要


滴灌系统是一种高效的灌溉技术,对农业的发展有着积极的推动作用。液体流量控制器作为滴灌系统中重要的一个环节,如果能在应用中做到性能稳定,操作简单,使用方便,将有助于滴灌系统应用的推广更有效地利用水资源。本文主要分三个部分介绍了液体流量控制器的研制。第一部分讨论了主机与多个从机的通信方式以及每种方式在应用中如何实现,并比较不同通信方式的优缺点,根据不同环境和应用条件可以采取不同的通信方式。一种是用PC机作为主机,从机采用AT89C52作为控制芯片,主机与多个从机之间连接线缆进行通信;另一种是主机与从机都采用AT89C52单片机作为控制器,每个控制器接入相应的无线射频通信模块nRF24L01,主机与从机之间进行无线通信。根据本次项目的实际情况,我们选择了第二种方案。采用无线射频模块进行通信,适应性比较好,基本不受地理环境因素影响,而且不涉及布线的问题,应用方便。第二部分阐述了液体流量控制器的硬件结构。仪器分为主机和从机两部分,都是采用单片机AT89C52作为硬件电路控制核心,硬件电路主要包括以下几部分:信号采集及放大电路,控制电路,舵机工作电路,从机键盘控制电路,从机LED显示电路,从机射频模块电路,电压调节电路,主机LCD显示电路,主机键盘控制电路,主机射频模块电路,串行通信电路等。从机中负责测量液滴速率的电路由光电耦合器和三极管放大电路组成,当液滴从光电耦合器中间滴落时,产生脉冲信号,再用三极管放大电路进行放大,输出方波信号,进入单片机。单片机计算出方波周期,即液滴间隔时间,从而算出液滴速率,与主机通过无线射频模块nRF24L01传来的速率设定值进行比较,再通过单片机产生的PWM方波对舵机的转动角度进行调整,将实际液滴速率调整到设定值。从机通过LED显示当前液滴速率,通过无限射频模块nRF24L01将从机工作状态的数据传给主机。当从机与主机联系失效或者其他特殊情况是,从机配有4个按键,工作人员可以用来直接手动调整液滴速率。主机主要功能是人机交互操作的控制,以及界面通过LCD的显示。工作人员通过主机键盘来控制光标位置从而选择从机并输入液滴速率设定值,人机交互界面通过12864LCD显示从机工作状态数据等。主机MCU可以通过RS232串口与计算机相连,进行程序下载和更新。第三部分阐述了液体流量控制器的软件设计。仪器的软件部分包括主机监控程序和从机监控程序两部分。两部分程序都是采用C语言编写。主机监控程序主要实现人机交互操作的控制以及界面的显示,包括键盘输入程序,LCD液晶屏的显示,与从机的通信等。从机监控程序实现从机的自动控制,主要包括单片机初始化程序、液滴控制程序、舵机初始化程序、舵机调节程序、LED动态显示程序、检测按键程序、执行键盘值程序、无线模块初始化、无线模块工作模式设置程序、中断函数等。

全文目录


摘要  4-6
Abstract  6-11
第一章 绪论  11-17
  1.1 水资源现状  11-12
    1.1.1 我国发展节水灌溉的背景及重要意义  11-12
  1.2 滴灌系统概述  12-16
    1.2.1 滴灌系统的产生及组成  12-13
    1.2.2 滴灌系统的发展及现状  13-14
    1.2.3 滴灌技术的特点  14-16
  1.3 论文选题意义及主要完成的工作  16-17
第二章 主机与从机之间的通信  17-21
  2.1 主机与从机之间的通信方案  17-21
    2.1.1 PC 机作为主机与多个单片机之间串行通信  17-18
    2.1.2 无线射频模块通信  18
    2.1.3 小结  18-21
第三章 仪器硬件部分设计  21-47
  3.1 仪器的整体结构概述  21-22
  3.2 信号采集电路  22-25
    3.2.1 光电耦合器简介  23-24
    3.2.2 光电耦合器工作电路  24-25
  3.3 从机键盘工作电路  25
  3.4 从机 LED 显示工作电路  25-26
  3.5 舵机控制电路  26-29
    3.5.1 舵机简介  26-29
    3.5.2 舵机工作电路  29
  3.6 主机人机交互界面  29-33
    3.6.1 12864 液晶显示器简介  30-33
  3.7 无线通信模块nRF24L01 简介  33-38
  3.8 7805 稳压  38-39
  3.9 AT89C52 控制电路  39-47
    3.9.1 引脚功能说明  41-43
    3.9.2 定时/计数器  43
    3.9.3 全双工串行I/O  43-45
    3.9.4 中断  45-47
第四章 仪器软件部分设计  47-59
  4.1 从机监控程序  47-53
    4.1.1 液滴控制程序  49-50
    4.1.2 从机键盘检测  50-51
    4.1.3 从机按键值执行  51-53
  4.2 人机交互界面程序  53-59
    4.2.1 主机键盘  56-59
结论  59-61
参考文献  61-63
致谢  63

相似论文

  1. 汽车发动机怠速控制中的鲁棒控制方法研究,U464
  2. 船用舵机电液伺服单元单神经元PID控制,U666.152
  3. 基于NIOS II的导弹伺服控制器的研制,TP273
  4. 基于DSP的VXI总线通用接口板研制,TP274
  5. 陀螺稳定平台伺服控制系统研究,TJ765
  6. 水上交通安全保障系统的关键技术研究,U698
  7. 发电机励磁系统的抗饱和控制研究,TM301.2
  8. 系统控制理论及其在水下机器人系统中的应用研究,TP13
  9. 基于Nios Ⅱ的GPS信息接收系统设计,TN967.1
  10. 中密度板纤维干燥系统与PLC控制系统设计,TP273
  11. 基于DSP的直线电机制冷控制器的研制,TM359.4
  12. 基于控制方法的粒子群算法改进及应用研究,TP301.6
  13. 基于嵌入式技术的导盲机器人设计,TP368.1
  14. 智能家居系统的研究与设计,TP273.5
  15. 在Cortex-M3上实现基于μC/OS-Ⅱ和CAN总线的实时数据采集系统,TP274.2
  16. 基于辅控多网络的电厂脱硫系统应用及实现,TP311.52
  17. 电渣炉过程控制系统的设计及优化控制,TP273
  18. 基于PLC高炉布料专家自学习的设计与实现,TP273
  19. 太阳能集热洗浴控制系统的设计及其故障检测,TP273
  20. 基于CAN总线的比例流量阀控制器的电路设计及仿真,TP273.5
  21. 矩阵变换器供电的感应电机矢量控制系统研究,TM346

中图分类: > 农业科学 > 农业工程 > 农田水利 > 排灌工程 > 排灌机械与设备 > 滴灌机械
© 2012 www.xueweilunwen.com