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基于DSP的智能喷药系统控制器设计

作　者: 王屹
导　师: 苏诗琳
学　校: 长安大学
专　业: 交通信息工程及控制
关键词: 智能喷药 嵌入式系统 图像处理 自适应控制
分类号: S491
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 27次
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内容摘要


我国是农业大国,因此做好对农业的现代化是非常重要的。随着我国现代化进程的不断加快,农业的现代化也有了一定的发展。农业现代化就是用现代生产手段和现代技术逐步装备农业的过程。在当今电子技术的突飞猛进发展下,电子技术尤其是嵌入式技术正逐步的应用在农业现代化上。本文正是以此为依托,设计了针对大面积葡萄种植过程中的农药自适应式喷洒控制器。针对我国传统低效的篱架型果园喷药过程,我们设计了结合现代嵌入式系统和多路传感器信号融合技术来解决喷药过程中效率低、药物浪费以及环境污染的智能喷药系统控制器。本智能喷药系统控制器中包括了用于智能控制的S3C2410处理器、用于图像采集和处理的TMS320DM642处理器以及多路传感器信号采集融合的TMS320F2806处理器,通过不同的通信协议将三个处理器有机的结合起来以控制下层动作机构的实时智能动作,从而完成对篱架型作物的自适应喷药。本文通过对国内外篱架型作物喷药系统的现状展开,首先介绍了篱架型智能喷药系统控制器的意义以及嵌入式系统应用在农业领域的优点,从整体上介绍了本智能喷药系统控制器的实现可行性；其次重点介绍了基于TMS320DM642的视觉处理技术在硬件平台的实现和对葡萄叶子稀疏度提取的图像处理算法的实现；然后论述了多路传感器信号的采集和处理,并且对驱动电路的设计做了说明；最后主要是对整个系统的通信协议和自适应式的控制方法做了详细的论述,在文章的结尾还对本系统提出了比较有建设性的结论和建议。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-9
第一章 绪论  9-15
  1.1 智能喷药的国内外现状  9-11
    1.1.1 国外现状  9-10
    1.1.2 国内现状  10-11
  1.2 研究智能喷药的目的及意义  11-12
  1.3 智能喷药系统控制器的优点  12-13
  1.4 本课题主要研究的内容  13-14
  1.5 本章小结  14-15
第二章 智能喷药系统控制器的概述  15-22
  2.1 嵌入式系统简介  15-16
    2.1.1 嵌入式微控制器技术  16
    2.1.2 嵌入式微处理器技术  16
    2.1.3 嵌入式DSP技术  16
  2.2 智能喷药系统控制器整体系统的组成  16-20
    2.2.1 ARM控制器设计简介  18
    2.2.2 视觉采集器设计简介  18-19
    2.2.3 信号融合器设计简介  19-20
  2.3 智能喷药系统控制器执行单元的简介  20
  2.4 电源装置设计简介  20-21
  2.5 智能喷药系统控制器安装说明(板子布局)  21
  2.6 本章小结  21-22
第三章 智能喷药系统控制器的图像处理系统设计  22-46
  3.1 TMS320DM642数字信号处理器的特点  22-23
  3.2 TMS320DM642的硬件电路设计  23-32
    3.2.1 TMS320DM642电源模块  24
    3.2.2 TMS320DM642存储器模块  24-27
    3.2.3 视频采集模块  27-29
    3.2.4 视频显示模块  29-30
    3.2.5 视频通讯模块  30-31
    3.2.6 I2C接口模块  31-32
  3.3 图像处理算法的软件配置  32-41
    3.3.1 RF5框架介绍  32-34
    3.3.2 DSP/BIOS介绍  34-38
    3.3.3 智能喷药系统控制器的DSP/BIOS软件配置  38-41
  3.4 图像处理算法研究  41-44
  3.5 本章小结  44-46
第四章 智能喷药系统控制器的多路信息融合设计  46-60
  4.1 TMS320F2806的特点  46-48
  4.2 TMS320F2806的硬件电路设计  48-57
    4.2.1 电源模块设计  48-49
    4.2.2 时钟电路设计  49-50
    4.2.3 速度测量模块设计  50-51
    4.2.4 流速测量模块设计  51-52
    4.2.5 模/数转换模块设计  52-55
    4.2.6 eCAN通信模块设计  55-57
    4.2.7 通用数字I/O设计  57
  4.3 驱动电路的设计及说明  57-59
    4.3.1 直流电机驱动电路  57-58
    4.3.2 液压喷杆驱动电路  58-59
  4.4 本章小结  59-60
第五章 智能喷药系统控制器的控制设计  60-71
  5.1 处理器间的通信协议  60-62
  5.2 TMS320F2806对动作机构的控制  62-67
  5.3 TMS320DM642对喷头开量的控制  67
  5.4 智能喷药系统控制器自适应控制的实现  67-70
  5.5 本章小结  70-71
总结与展望  71-73
参考文献  73-76
致谢  76

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中图分类: > 农业科学 > 植物保护 > 植物保护机械 > 喷雾器、弥雾器、烟雾器
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