太阳能供电水肥一体化控制系统的研究与设计

发布时间：2023-04-22 08:03

　　我国是农业大国,但长久以来农业灌溉中存在着水肥利用效率低和资源浪费严重等问题。而水肥一体化技术,由于其具有节水节肥和灌溉效率高的优点正逐渐受到推崇,为此国家近年来大力推行农业水肥一体化灌溉。然而,由于我国在该方面研究起步较晚,水肥一体化系统的发展尚不成熟,市面上很多设备大多存在水肥简单混合,配比不够准确,动力损耗大,自动化水平较低等问题。针对以上存在的问题,本文设计了一种太阳能供电水肥一体化自动控制系统,该系统主要由太阳能驱动能源部分,信息采集部分,自动控制部分,人机交互部分和系统执行部分等组成。(1)驱动能源部分:由太阳能光伏发电为系统提供能量,节约了能源并解决了田间电路架设不便的问题。(2)信息采集部分:由压力传感器,液位传感器和温湿度传感器等组成,对系统工作过程中的参数进行采集并向单片机传输。(3)自动控制部分:以STM32单片机为核心,基于模糊PID控制,通过收集和分析各种传感器的数据,控制执行部分完成排肥、称重、搅拌和施肥等动作。(4)人机交互部分:通过MCGS组态触摸屏进行水量和肥量的参数设置,显示土壤温湿度和桶内肥量值,并在桶内肥量过低时报警。(5)系统执行部分:由直流电...

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【学位级别】：硕士

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中文摘要
Abstract
1 前言
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
    1.3 课题主要研究内容
    1.4 研究路线图
2 系统原理与总体方案设计
    2.1 系统的总体结构与工作原理
        2.1.1 系统的总体结构
        2.1.2 系统的工作原理
    2.2 排肥、称肥和过滤部分的设计
        2.2.1 排肥部分
        2.2.2 称肥部分
        2.2.3 过滤部分
    2.3 传感器的选型
        2.3.1 压力传感器
        2.3.2 液位传感器
        2.3.3 温湿度传感器
    2.4 文丘里施肥器
        2.4.1 文丘里施肥器的基本原理
        2.4.2 旁路并联式文丘里施肥器
    2.5 基于模糊PID控制的施肥方案设计
    2.6 本章小结
3 供能部分和控制系统的设计
    3.1 太阳能光伏发电供能系统
        3.1.1 太阳能电池
        3.1.2 控制器和光伏蓄电池
        3.1.3 逆变器
    3.2 控制系统的设计
        3.2.1 控制系统总方案设计
        3.2.2 控制系统的硬件设计及原理
        3.2.3 控制系统的软件设计及流程
    3.3 本章小结
4 基于组态软件MCGS的触摸屏显示设计
    4.1 组态软件及触摸屏概述
    4.2 组态软件MCGS的应用设计
        4.2.1 设备窗口
        4.2.2 用户窗口
        4.2.3 实时数据库
        4.2.4 运行策略
    4.3 本章小结
5 样机制作与安装调试
    5.1 样机的制作与安装
    5.2 样机的调试与分析
    5.3 本章小结
6 总结与展望
    6.1 论文工作总结
    6.2 创新点
    6.3 研究展望
参考文献
附录
致谢
攻读硕士学位期间取得的成果



本文编号：3797246