農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量和品質(zhì)一直是我國國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ),然而,由于我國植保機(jī)械的科技水平不夠先進(jìn),精度較差,在進(jìn)行施藥作業(yè)時會使農(nóng)藥用量超標(biāo),導(dǎo)致了糧食、果蔬等農(nóng)作物附著大量殘留農(nóng)藥,不符合我國農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展理念。對靶變量施藥是一種實現(xiàn)精準(zhǔn)施藥的重要技術(shù)手段,是植保裝備發(fā)展的方向。針對果樹精準(zhǔn)對靶變量施藥,設(shè)計了一套應(yīng)用于果園的超聲對靶變量施藥系統(tǒng),使用超聲波傳感器實時探測果樹靶標(biāo)樹冠體積,以此為基礎(chǔ)決策出靶標(biāo)對應(yīng)施藥量,并根據(jù)實時車速、流量等信息,實現(xiàn)對果樹的變量施藥控制。本文的主要研究內(nèi)容如下:1、分析并確定了本系統(tǒng)的整體設(shè)計方案。根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計目的與要求,針對當(dāng)下比較熱門的果樹外形輪廓探測方案和變量施藥控制方案分別做了闡述,經(jīng)對比分析后選擇使用超聲波傳感器對果樹靶標(biāo)體積進(jìn)行探測,并介紹了本文使用的果樹外形體積計算方法,選擇使用PWM控制技術(shù)對靶標(biāo)施藥量進(jìn)行實時控制以及介紹了對應(yīng)的流量控制算法。2、系統(tǒng)硬件設(shè)計。提出使用ATmega16單片機(jī)作為主控制器的對靶變量施藥硬件系統(tǒng),分別對果樹外形輪廓探測子系統(tǒng)和變量施藥控制子系統(tǒng)的主要功能模塊做了詳細(xì)分析設(shè)計。3、系統(tǒng)軟件設(shè)計。應(yīng)用MODBUS通信協(xié)議... 

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景、目標(biāo)及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 果樹外形探測技術(shù)研究現(xiàn)狀
        1.2.2 變量施藥控制技術(shù)研究現(xiàn)狀
    1.3 研究內(nèi)容及技術(shù)路線
        1.3.1 主要研究內(nèi)容
        1.3.2 技術(shù)路線
    1.4 本章小結(jié)
第二章 系統(tǒng)整體方案設(shè)計
    2.1 對靶變量施藥系統(tǒng)設(shè)計目標(biāo)與要求
        2.1.1 對靶變量施藥系統(tǒng)設(shè)計目標(biāo)
        2.1.2 對靶變量施藥系統(tǒng)設(shè)計要求
        2.1.3 對靶變量施藥系統(tǒng)原理
    2.2 對靶變量施藥系統(tǒng)整體方案
        2.2.1 方案選擇
        2.2.2 果樹外形體積計算方法
        2.2.3 流量控制算法
    2.3 本章小結(jié)
第三章 對靶變量施藥系統(tǒng)硬件設(shè)計
    3.1 單片機(jī)的選型
        3.1.1 單片機(jī)概述
        3.1.2 ATmega16微控制器
    3.2 果樹外形探測系統(tǒng)硬件
        3.2.1 超聲波傳感器
        3.2.2 速度傳感器
    3.3 變量施藥控制系統(tǒng)硬件
        3.3.1 流量傳感器
        3.3.2 速度傳感器
        3.3.3 電磁閥
    3.4 外圍硬件
        3.4.1 頻率電壓轉(zhuǎn)換器
        3.4.2 繼電器
    3.5 通信模塊
    3.6 本章小結(jié)
第四章 對靶變量施藥系統(tǒng)軟件設(shè)計
    4.1 MODBUS通信協(xié)議
        4.1.1 通訊參數(shù)
        4.1.2 RTU模式幀格式
    4.2 系統(tǒng)上位機(jī)軟件設(shè)計
        4.2.1 上位機(jī)軟件設(shè)計要求
        4.2.2 上位機(jī)界面模塊
        4.2.3 上位機(jī)通訊模塊
    4.3 系統(tǒng)單片機(jī)軟件設(shè)計
        4.3.1 單片機(jī)軟件設(shè)計要求
        4.3.2 單片機(jī)程序開發(fā)軟件
        4.3.3 單片機(jī)處理主程序
        4.3.5 變量施藥控制子程序
        4.3.6 果樹外形探測子程序
        4.3.7 串口通信子程序
    4.4 本章小結(jié)
第五章 系統(tǒng)調(diào)試及試驗驗證
    5.1 實驗平臺搭建
        5.1.1 果樹外形輪廓探測試驗臺
        5.1.2 變量施藥試驗裝置搭建
    5.2 果樹外形輪廓探測試驗
        5.2.1 超聲波傳感器校準(zhǔn)
        5.2.2 果樹外形輪廓探測實驗
    5.3 變量施藥控制實驗
        5.3.1 流量傳感器標(biāo)定
        5.3.2 流量與占空比關(guān)系實驗
        5.3.3 流量控制實驗驗證
    5.4 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文和參加科研情況


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于PWM變量噴霧的單噴頭動態(tài)霧量分布均勻性實驗[J]. 蔣煥煜,張利君,劉光遠(yuǎn),施瑋囡.  農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報. 2017(04)
[2]精準(zhǔn)施藥技術(shù)與裝備發(fā)展現(xiàn)狀分析[J]. 張波,翟長遠(yuǎn),李瀚哲,楊碩.  農(nóng)機(jī)化研究. 2016(04)
[3]基于立方體格網(wǎng)法的樹冠體積計算與預(yù)估模型建立[J]. 樊仲謀,馮仲科,鄭君,樊江川,閆飛,邱梓軒.  農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報. 2015(03)
[4]變量噴霧技術(shù)研究進(jìn)展分析[J]. 邱白晶,閆潤,馬靖,管賢平,歐鳴雄.  農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報. 2015(03)
[5]多傳感器在確定智能小車安全區(qū)域中的應(yīng)用[J]. 張洪,錢勝,陳路.  傳感器與微系統(tǒng). 2013(12)
[6]丘陵山地果樹冠層體積激光測量方法與試驗[J]. 俞龍,黃健,趙祚喜,張霖,孫道宗.  農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報. 2013(08)
[7]脈寬調(diào)制間歇噴霧變量噴施系統(tǒng)的靜態(tài)霧量分布特性[J]. 魏新華,于達(dá)志,白敬,蔣杉.  農(nóng)業(yè)工程學(xué)報. 2013(05)
[8]脈寬調(diào)制間歇噴霧變量噴施系統(tǒng)施藥量控制[J]. 魏新華,蔣杉,張進(jìn)敏,李青林.  農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報. 2013(02)
[9]超聲波測距在果樹冠層三維重構(gòu)中的應(yīng)用[J]. 曾星,俞龍,孫道宗,黃健.  農(nóng)機(jī)化研究. 2012(12)
[10]可編程通訊控制器在監(jiān)測系統(tǒng)集成中的應(yīng)用[J]. 朱斌.  石油工業(yè)計算機(jī)應(yīng)用. 2012 (02)

碩士論文
[1]基于激光傳感器的樹冠體積探測系統(tǒng)的研究與開發(fā)[D]. 胡培.太原理工大學(xué) 2015
[2]果園對靶施藥控制系統(tǒng)設(shè)計[D]. 李為.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2014
[3]超聲膜厚測量方法及測量系統(tǒng)的研究[D]. 楊曉.南京航空航天大學(xué) 2014



本文編號：3653951