学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

盆栽植物生长过程土壤水分测控系统

作　者: 王涛
导　师: 戈振扬
学　校: 昆明理工大学
专　业: 农业生物环境与能源工程
关键词: 土壤湿度 单片机控制 电磁阀滴灌 盆栽植物
分类号: S152.7
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 165次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


盆栽植物生长过程土壤水分测控系统是在总结国内外研究现状的基础上,通过采用土壤湿度传感器和单片机控制装置设计出一套适用于盆栽植物生长过程中土壤水分的监测系统,该系统可解决人们种植盆栽植物过程中存在的问题,同时又具有系统成本低、实用高等优点。本研究主要的内容是：第一,综述了国内外盆栽植物生长过程水分测控的研究进展,阐明了用控制系统来监控盆栽植物生长过程中水分的变化的优势,指出了此项研究存在的问题,进而对其今后研究方向和发展趋势进行了展望。第二,针对现有室内盆栽植物生长过程中水分变化的特点,设计出一套测控系统,该系统主要由土壤湿度传感器、湿度信号放大电路、数据采集电路、单片机控制系统、继电器控制电路、电磁阀及滴灌设备等几部分组成,土壤湿度传感器采用一种自制铜合金作为探针的电极材料,并做一定的处理之后再使用,将土壤湿度保持在一定的湿度范围,其非精确检测土壤湿度再加上放大电路可以保证实时监测土壤湿度；湿度信号放大电路为了达到土壤最佳湿度的控制与测量,满足单片机接口的需要,它将土壤湿度传感器输出的信号放大到单片机A/D转换器所需要的0-15V的电压范围；数据采集电路由信号调理电路和A/D转换芯片组成,A/D转换芯片和单片机之间进行数据传送；单片机控制系统采用STC89C52芯片进行控制；继电器控制电路用来根据单片机传来的信号来控制电磁阀门的开关；电磁阀及滴灌系统用来给盆栽植物进行灌水；该系统具有定时采集、存储、数据分析功能,并详细叙述了硬件电路设计和软件程序设计。第三,进行土壤含水率干燥实验,用烘干法计算出正常土壤含水率的数值和灌水后土壤含水率的数值,用来设定测控系统的灌水上限和灌水下限,通过连续对盆栽植物灌水后的观察并测定每天的土壤含水率,来设定测控系统的灌水周期,通过对盆栽植物灌水后的含水率的计算,和滴灌设备的滴水速度,来设定盆栽植物每次灌水的灌水时间,通过三次试验,设定了盆栽植物生长过程土壤水分的三个指标,这三个指标分别为：测控系统设定值上下限,系统的灌水周期,系统的灌水时间。为了便于系统调试,程序的移植和修改,软件设计采用模块化。根据测控系统要求,设计了主程序、数据采集子程序、时间子程序等模块。控制器在实际工作时,由于工作环境的复杂,时常会受到外界条件的干扰的影响,为了提高系统的可靠性,采用了过压保护和去耦电容。在系统设计过程中充分考虑到系统的性价比,选用价格低、性能稳定的元器件。该系统具有使用简单、稳定可靠实用等特点。

全文目录


摘要  3-5
Abstract  5-7
目录  7-10
第一章 绪论  10-18
  1.1 我国水资源现状  10-11
  1.2 我国节水技术的发现展状及实现节水自动控制的意义  11-12
    1.2.1 节水技术分类  11-12
    1.2.2 节水自动控制的意义  12
  1.3 盆栽植物生长过程土壤水分测控系统国内外发展  12-15
    1.3.1 盆栽植物生长过程土壤水分测控系统国外发展  13
    1.3.2 盆栽植物生长过程土壤水分测控系统国内发展趋势及主要设计  13-15
  1.4 本课题的研究对象、研究目的和主要内容  15-17
    1.4.1 课题研究对象  15-16
    1.4.2 课题研究目的与意义  16
    1.4.3 课题研究的主要内容  16-17
  1.5 本章小结  17-18
第二章 室内盆栽植物  18-28
  2.1 盆栽植物与水分  18-20
    2.1.1 盆栽植物分类  18-19
    2.1.2 同一种盆栽植物在不同生长时期对水分的需求  19-20
  2.2 家居室内盆栽植物  20-27
    2.2.1 适合客厅的盆栽植物  20-22
    2.2.2 适合卧室的盆栽植物  22-24
    2.2.3 适合书房的盆栽植物  24-27
  2.3 本章小结  27-28
第三章 盆栽植物生长过程土壤水分测控系统硬件设计  28-55
  3.1 系统总体硬件设计  28-29
  3.2 传感器概述及土壤湿度传感器种类  29-35
    3.2.1 传感器概述  29
    3.2.2 土壤湿度传感器(Soil humidity sensor)  29-35
    3.2.3 土壤湿度传感器设计  35
  3.3 土壤湿度信号放大电路  35-40
    3.3.1 土壤湿度信号检测电路  36-37
    3.3.2 湿度信号放大电路  37-39
    3.3.3 高精度稳压电源电路  39-40
    3.3.4 土壤湿度信号放大电路工作原理  40
  3.4 单片机采集控制及输出控制电路  40-51
    3.4.1 A/D转换电路  40-45
    3.4.2 单片机控制芯片  45-47
    3.4.3 EEPROM  47-48
    3.4.4 数码管  48-49
    3.4.5 复位电路  49
    3.4.6 ISP电路  49
    3.4.7 继电器电路  49-51
  3.5 电磁阀滴灌系统  51-54
    3.5.1 电磁阀  51-52
    3.5.2 滴灌设备  52-54
  3.6 本章小结  54-55
第四章 系统程序设计  55-69
  4.1 植物生长过程水分系统设定值  56-59
    4.1.1 系统采集湿度信号和比较流程图  56-57
    4.1.2 系统采集湿度信号与湿度信号和设定值对比程序设计  57-59
  4.2 植物生长过程水分测控系统灌水时间和周期设定  59-68
    4.2.1 灌溉周期程序设计  59-66
    4.2.2 滴灌时间程序设计  66-68
  4.3 本章小结  68-69
第五章 实验分析和调试  69-77
  5.1 对不含盆栽植物的土壤监测实验  69-73
    5.1.1 实验用土壤  69
    5.1.2 土壤含水量的测定  69
    5.1.3 烘干法测定土壤含水量  69-71
    5.1.4 土壤监测设定值的设定  71-72
    5.1.5 土壤监测灌水定额和灌水周期实验  72-73
  5.2 对金边吊兰的监测实验  73-76
    5.2.1 金边吊兰的特性  73-74
    5.2.2 实验用盆栽金边吊兰土壤含水量测定  74
    5.2.3 金边吊兰监测设定值的设定  74
    5.2.4 金边吊兰监测灌水时间和灌水周期的设定  74-75
    5.2.5 测控系统对金边吊兰的监测结果  75
    5.2.6 实验分析  75-76
  5.3 本章小结  76-77
第六章 结论及展望  77-78
  6.1 本论文的主要工作成果  77
  6.2 展望  77-78
致谢  78-79
参考文献  79-82
附录A:攻读硕士学位期间发表的论文与专利  82-83
附录B:信号放大电路PCB图和实物图  83-84
附录C:湿度传感器连接放大电路实物图和系统实物图  84

相似论文

  1. 温室空气源热泵供热系统研究,S625
  2. 片状农业物料滚筒干燥控制系统研究,S226.6
  3. 基于PWM的滴灌控制系统的设计与研究,S152.7
  4. 中亚热带不同常绿阔叶林群落土壤呼吸及其影响因素研究,S714.3
  5. 基于蒸腾速率的温室滴灌控制系统研究,S625.3
  6. 巴西陆稻IAPAR9调亏喷灌的PLC控制系统研究,S511.6
  7. 环境因子对盆栽植物净化甲醛性能的影响研究,S688
  8. 盆栽植物净化室内空气中甲醛机理研究,X511
  9. 反作用轮机械结构及控制系统研究,V448.22
  10. 测距基带信号发生器时钟修正及控制系统设计,TN967.1
  11. 土壤温度、湿度对外来种蚯蚓Pontoscolex corethrurus种群增长的影响,X174
  12. 茄科蔬菜自动嫁接技术的研究,S641
  13. 基于USB接口的光栅信号处理系统研究,TP274.5
  14. 用于TDMoIP实现的E_1功能卡单片机控制研究,TP368.1
  15. 绕线机单片机控制系统的设计与开发,TP368.1
  16. 基于H.261标准视频解码系统的设计与工程实现,TN919.81
  17. 三相混合式步进电动机系统的研究,TM383.6
  18. 杉木林皆伐后不同更新方式土壤呼吸研究,S714
  19. 基于立体停车设备和主从分布式监控系统的小区停车问题解决方案,TP273
  20. 智能立体车库控制系统的设计与研究,U491.71

中图分类: > 农业科学 > 农业基础科学 > 土壤学 > 土壤物理学 > 土壤水分
© 2012 www.xueweilunwen.com