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太阳能自动灌溉系统

来源:论文学术网
时间:2024-08-18 22:10:39
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太阳能自动灌溉系统【摘要】:发展农业离不开灌溉业的发展,精确合理的灌溉不仅能使粮食增产,还能节约水资源。我国农业生产存在交通不便,能源供给困难等问题,使得灌溉提水动力不容易获得。本

【摘要】:发展农业离不开灌溉业的发展,精确合理的灌溉不仅能使粮食增产,还能节约水资源。我国农业生产存在交通不便,能源供给困难等问题,使得灌溉提水动力不容易获得。本文结合光伏技术和测控技术,设计了太阳能自动灌溉系统,该系统由光伏供电装置独立供电,能有效解决偏远地区动力不足问题和提高灌溉效率,节约水资源。本文研究了模糊控制、手动控制、时间控制等灌溉控制方法。研制了太阳能自动灌溉检测控制系统样机,系统采用客户机和服务器的架构方式,客户机放置在现场,服务器放置在监控室,客户机和服务器之间采用数传电台进行无线通信。客户机定时将数据上传至服务器,并实时接收服务器的控制信息,实现了多路客户机的集中监控。 本文主要研究以下部分: (1)研究作物需水信息控制方法。研究模糊控制、手动、时间等灌溉模式,针对不同的灌溉对象选择相应的灌溉模式。 (2)研究适合本系统使用的小型独立光伏供电装置。根据系统用电需求和当地太阳光辐射情况,通过计算确定太阳能面板的数量以及蓄电池和逆变器的容量。 (3)研究开发太阳能自动灌溉系统的人机交互。客户机的人机界面采用触摸屏,方便用户阅读和数据录入;系统服务器端界面采用Visual C++6.0开发,用于集中监控三路客户机。 (4)研究太阳能自动灌溉系统的通信技术。在系统客户机端,单片机与触摸屏之间用串口线相连的有线通信方式,通信协议采用当前流行的Modbus协议。在服务器端,三路客户机与上位机之间使用数传电台进行无线通信,并根据系统通信的要求,设计自定义通信协议。 (5)研制太阳能自动灌溉检测控制系统样机。根据项目需求,研制了三台样机,外型小巧精致。 为了测试太阳能灌溉系统的功能和性能,本文设计了数据采集实验,数据通信实验和灌溉模式实验。还对土壤温度传感器进行了实验标定。通过数据采集实验,检验了传感器性能;通过通信实验,测试系统通信的成功率;通过灌溉模式实验,检验灌溉控制的效果。 【关键词】:自动灌溉 灌溉模式 光伏供电装置 触摸屏 通信技术 监控
【学位授予单位】:杭州电子科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:S277.9;TK519
【目录】:
  • 摘要5-6
  • ABSTRACT6-10
  • 第1章 绪论10-15
  • 1.1 研究的背景和意义10-12
  • 1.2 国内外的研究现状和发展趋势12-14
  • 1.2.1 灌溉技术的国内外研究现状12-14
  • 1.3 主要研究内容14-15
  • 第2章 灌溉控制模式研究15-24
  • 2.1 灌溉模式的选择15
  • 2.2 模糊控制灌溉模式15-21
  • 2.2.1 模糊控制系统的组成16
  • 2.2.2 模糊控制的工作原理16-18
  • 2.2.3 模糊控制器设计18-21
  • 2.3 手动控制灌溉模式21-22
  • 2.4 时间控制灌溉模式22-24
  • 第3章 太阳能自动灌溉系统24-29
  • 3.1 系统概述24
  • 3.2 系统总体设计24-29
  • 第4章 独立光伏供电装置29-35
  • 4.1 独立光伏供电装置的结构和容量29-32
  • 4.1.1 独立光伏供电装置结构29
  • 4.1.2 独立型光伏系统容量设计29-32
  • 4.2 系统完整结构32-35
  • 第5章 自动灌溉系统设计35-59
  • 5.1 系统构成35
  • 5.2 数据采集35-39
  • 5.2.1 土壤温湿度的测量35-37
  • 5.2.2 空气温湿度和液位的测量37-38
  • 5.2.3 前向通道配置与接口电路设计38-39
  • 5.3 输出通道设计39-40
  • 5.4 系统通信设计40-51
  • 5.4.1 单片机与触摸屏通信设计41-46
  • 5.4.2 单片机与上位机通信设计46-51
  • 5.5 系统软件设计51-59
  • 5.5.1 单片机软件的设计与实现51-55
  • 5.5.2 上位机软件设计与实现55-59
  • 第6章 现场调试和实验分析59-73
  • 6.1 灌溉对象59-60
  • 6.2 数据采集实验60-63
  • 6.3 系统通信实验63-65
  • 6.4 灌溉模式实验65-69
  • 6.5 系统整体外观69-73
  • 第7章 工作总结及展望73-74
  • 致谢74-75
  • 参考文献75-78
  • 附录78-79
  • 详细摘要79-82


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