变量施肥性能测试平台的设计与实现
发布时间：2021-04-16 15:31
我国农业正在由传统粗犷式农业向现代精准农业发展,精准农业是信息技术、生物技术与农业生产相结合的新型农业,它的推广和应用是实现高效农业的基础,而可变量技术更是实施精准农业的重要手段。变量施肥能够有效地减少环境污染,提高作物品质和产量,减少化肥投入量,降低生产成本,具有很大的社会经济效益和生态效应,在现代化农业中具有战略意义。变量施肥的最终目标是根据土壤肥力和作物营养状况实现精准施肥,即根据田间实际需要精准控制单位面积的施肥量。精准实现单位面积的施肥量,需要根据当前目标施肥量和施肥机的行驶速度实时调节排肥口的出口流量。当前,排肥口的流量都是根据一段时间内的排肥量计算出的平均流量,而非实时流量,对排肥口的实时性能缺乏有效的评价方法；同时,对田间单位面积的实时施肥量尚无有效的检测手段,无法对变量施肥的实施效果给出合理的性能评价。本文针对排肥口流量无法实时测量和施肥机单位面积实时施肥量无法检测的现状,设计了一种基于皮带秤的变量施肥性能测试平台,该平台可以检测排肥口的实时流量,同时利用皮带秤的运行速度模拟施肥机的田间行驶速度,在室内实现施肥机单位面积实时施肥量的检测,为合理控制施肥机构的运行,实现...
【文章来源】：南京农业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 课题背景及意义
1.2 变量施肥技术体系及研究现状
1.2.1 变量施肥的技术体系
1.2.2 国外研究现状
1.2.3 国内研究现状
1.3 本文主要研究内容与研究目标
1.3.1 研究目标
1.3.2 主要研究内容
第二章 系统总体方案设计与测量原理分析
2.1 设计目标
2.2 设计方案与技术路线
2.2.1 测试平台设计方案
2.2.2 排肥机构设计方案
2.2.3 通信总线设计方案
2.2.4 技术路线
2.3 电子皮带秤流量检测原理及精度分析
2.3.1 测量原理
2.3.2 精度分析
2.4 本章小结
第三章 测试平台硬件系统设计与实现
3.1 排肥机构的设计与实现
3.2 变量施肥控制系统的设计与实现
3.2.1 驱动电机
3.2.2 变量施肥控制器设计
3.3 通讯系统设计
3.3.1 CAN总线硬件设计
3.3.2 CAN总线软件设计
3.3.3 CAN总线组网配置与测试
3.4 基于电子皮带秤的测试平台设计与实现
3.4.1 基于电子皮带秤的测试平台硬件设计
3.4.2 测试平台主控制器设计
3.5 测试平台嵌入式WinCE上位机软件设计
3.6 本章小结
第四章 外槽轮式排肥机构性能测试与分析
4.1 测试平台静态特性测试
4.1.1 皮带秤标定步骤
4.1.2 静态性能测试
4.2 测试平台动态特性测试
4.2.1 皮带秤有效测量长度的确定
4.2.2 动态特性测定实验
4.3 外槽轮式施肥机构施肥特性研究
4.3.1 外槽轮排肥流量与槽轮转速和开度的关系
4.4 单位面积实时施肥量检测与控制实验
4.4.1 单位面积实时施肥量检测方法
4.4.2 外槽轮式施肥机实时施肥量检测实验
4.4.3 外槽轮式施肥机实时施肥量控制效果性能测试
4.5 本章小结
第五章 总结与展望
5.1 总结
5.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士期间的研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]不同施肥决策对冬小麦生长影响的高光谱监测及对比分析[J]. 崔贝,黄文江,杨武德,宋晓宇,陈立平,冯美臣,张东彦,张竞成. 植物营养与肥料学报. 2013(01)
[2]变量施肥研究现状及在新疆棉花上的应用展望[J]. 赵登峰,张立新,吴金林. 农机化研究. 2012(04)
[3]基于模糊系统的开度转速双变量施肥控制序列生成方法[J]. 古玉雪,苑进,刘成良. 农业工程学报. 2011(11)
[4]变量施肥装备的研究现状及展望[J]. 赵登峰,张立新,范子胜. 新疆农机化. 2011(04)
[5]Modbus协议在智能信号变送器中的应用[J]. 付青,丁金华,王辉,王朋亮,王炜富. 仪表技术与传感器. 2011(06)
[6]Modbus协议的RS485总线通讯机的设计及应用[J]. 王书根,王振松,刘晓云. 自动化与仪表. 2011(05)
[7]光传感器变量施肥控制系统开发[J]. 胡玲燕,王秀,韩应征. 农机化研究. 2010(11)
[8]变量施肥技术体系的研究进展[J]. 张涛,赵洁. 农机化研究. 2010(07)
[9]基于CAN总线的分布式插秧机导航控制系统设计[J]. 胡炼,罗锡文,张智刚,赵祚喜. 农业工程学报. 2009(12)
[10]基于处方图的变量施肥作业系统设计与实现[J]. 孟志军,赵春江,刘卉,黄文倩,付卫强,王秀. 江苏大学学报(自然科学版). 2009(04)
硕士论文
[1]棉花变量施肥关键技术及装置研究[D]. 赵登峰.石河子大学 2012
[2]双变量施肥播种机控制系统研究[D]. 古玉雪.上海交通大学 2012
[3]基于Freescale MC9S12系列单片机开发板的设计[D]. 邱侦毅.南昌大学 2011
[4]基于步进电机的自动变量施肥系统研究[D]. 张金娣.昆明理工大学 2010
[5]基于光传感器的变量施肥控制系统的开发[D]. 胡玲燕.太原理工大学 2010
[6]变量施肥机控制系统的研究[D]. 孙成.吉林农业大学 2008
[7]基于增量式地理位置识别精准变量施肥机的设计[D]. 孙治国.吉林大学 2008
[8]电子定量包装秤动态称重系统及数据处理方法的研究[D]. 罗家佳.厦门大学 2007
[9]智能控制变量施肥技术的研究[D]. 郭树满.河南农业大学 2006
[10]全悬浮整机式电子皮带秤动力特性研究与数值模拟[D]. 黄光玉.昆明理工大学 2005
本文编号：3141693
【文章来源】：南京农业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 课题背景及意义
1.2 变量施肥技术体系及研究现状
1.2.1 变量施肥的技术体系
1.2.2 国外研究现状
1.2.3 国内研究现状
1.3 本文主要研究内容与研究目标
1.3.1 研究目标
1.3.2 主要研究内容
第二章 系统总体方案设计与测量原理分析
2.1 设计目标
2.2 设计方案与技术路线
2.2.1 测试平台设计方案
2.2.2 排肥机构设计方案
2.2.3 通信总线设计方案
2.2.4 技术路线
2.3 电子皮带秤流量检测原理及精度分析
2.3.1 测量原理
2.3.2 精度分析
2.4 本章小结
第三章 测试平台硬件系统设计与实现
3.1 排肥机构的设计与实现
3.2 变量施肥控制系统的设计与实现
3.2.1 驱动电机
3.2.2 变量施肥控制器设计
3.3 通讯系统设计
3.3.1 CAN总线硬件设计
3.3.2 CAN总线软件设计
3.3.3 CAN总线组网配置与测试
3.4 基于电子皮带秤的测试平台设计与实现
3.4.1 基于电子皮带秤的测试平台硬件设计
3.4.2 测试平台主控制器设计
3.5 测试平台嵌入式WinCE上位机软件设计
3.6 本章小结
第四章 外槽轮式排肥机构性能测试与分析
4.1 测试平台静态特性测试
4.1.1 皮带秤标定步骤
4.1.2 静态性能测试
4.2 测试平台动态特性测试
4.2.1 皮带秤有效测量长度的确定
4.2.2 动态特性测定实验
4.3 外槽轮式施肥机构施肥特性研究
4.3.1 外槽轮排肥流量与槽轮转速和开度的关系
4.4 单位面积实时施肥量检测与控制实验
4.4.1 单位面积实时施肥量检测方法
4.4.2 外槽轮式施肥机实时施肥量检测实验
4.4.3 外槽轮式施肥机实时施肥量控制效果性能测试
4.5 本章小结
第五章 总结与展望
5.1 总结
5.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士期间的研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]不同施肥决策对冬小麦生长影响的高光谱监测及对比分析[J]. 崔贝,黄文江,杨武德,宋晓宇,陈立平,冯美臣,张东彦,张竞成. 植物营养与肥料学报. 2013(01)
[2]变量施肥研究现状及在新疆棉花上的应用展望[J]. 赵登峰,张立新,吴金林. 农机化研究. 2012(04)
[3]基于模糊系统的开度转速双变量施肥控制序列生成方法[J]. 古玉雪,苑进,刘成良. 农业工程学报. 2011(11)
[4]变量施肥装备的研究现状及展望[J]. 赵登峰,张立新,范子胜. 新疆农机化. 2011(04)
[5]Modbus协议在智能信号变送器中的应用[J]. 付青,丁金华,王辉,王朋亮,王炜富. 仪表技术与传感器. 2011(06)
[6]Modbus协议的RS485总线通讯机的设计及应用[J]. 王书根,王振松,刘晓云. 自动化与仪表. 2011(05)
[7]光传感器变量施肥控制系统开发[J]. 胡玲燕,王秀,韩应征. 农机化研究. 2010(11)
[8]变量施肥技术体系的研究进展[J]. 张涛,赵洁. 农机化研究. 2010(07)
[9]基于CAN总线的分布式插秧机导航控制系统设计[J]. 胡炼,罗锡文,张智刚,赵祚喜. 农业工程学报. 2009(12)
[10]基于处方图的变量施肥作业系统设计与实现[J]. 孟志军,赵春江,刘卉,黄文倩,付卫强,王秀. 江苏大学学报(自然科学版). 2009(04)
硕士论文
[1]棉花变量施肥关键技术及装置研究[D]. 赵登峰.石河子大学 2012
[2]双变量施肥播种机控制系统研究[D]. 古玉雪.上海交通大学 2012
[3]基于Freescale MC9S12系列单片机开发板的设计[D]. 邱侦毅.南昌大学 2011
[4]基于步进电机的自动变量施肥系统研究[D]. 张金娣.昆明理工大学 2010
[5]基于光传感器的变量施肥控制系统的开发[D]. 胡玲燕.太原理工大学 2010
[6]变量施肥机控制系统的研究[D]. 孙成.吉林农业大学 2008
[7]基于增量式地理位置识别精准变量施肥机的设计[D]. 孙治国.吉林大学 2008
[8]电子定量包装秤动态称重系统及数据处理方法的研究[D]. 罗家佳.厦门大学 2007
[9]智能控制变量施肥技术的研究[D]. 郭树满.河南农业大学 2006
[10]全悬浮整机式电子皮带秤动力特性研究与数值模拟[D]. 黄光玉.昆明理工大学 2005
本文编号：3141693
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