基于红外测距技术的稻田水位传感器研究

发布时间：2017-07-04 16:16

  本文关键词：基于红外测距技术的稻田水位传感器研究

  更多相关文章： 红外测距 非线性校正 曲线拟合 GPRS

【摘要】：随着时代的发展和人类生活水平的提高,我国在农业发展上也取得了很大的进步。水稻作为基本的农作物,是人类生活的主要粮食来源,是现如今人类生活中不可缺少的一部分。水稻的各生长期对水分需求有所不同,通过分析水稻生长的环境需求,进行了基于红外测距技术的稻田水位传感器研究,并通过无线数据传输的方式实现了稻田水位的实时监测。在系统构建过程中,主要解决了红外测距受光照的影响,以及对数据进行实时采集、无线传输的功能。为农户提供方便快捷的管理方式,节约了成本与时间,提高了农户工作效率。本文介绍了红外测距的工作原理,利用红外测距对不同介质的反射面高度进行距离检测,研究其测距特性。结合毕业设计所要达到的目的,搭建实验平台,创建实验环境,用大量的实验说明其测距特性,应用范围。同时对传感器的输出电压特性进行光补偿处理,通过最小二乘曲线拟合法,对距离数据进行不同阶次的非线性拟合,并对其进行优化比较,最后得到一个光补偿的距离测量模型,克服传感器的非线性,提高测量精度。本设计采用GP2Y0A02红外传感器作为距离测量传感器,STC89C52单片机作为处理器,SIM900A作为通讯模块。首先通过对各系统的需求分析,完成功能设计。其次根据各系统功能对稻田光照环境监测和水位监测,对本设计功能的实现进行模块化设计。以STC89C52单片机作为中央处理模块的核心部件,实现对传感器采集数据的处理和无线传输。SIM900A作为通讯模块,通过对短信指令的接收解析与编译发送实现对稻田的远程监控。I2C总线接收光照传感器数据,红外传感器对水位进行检测并通过通讯模块进行数据的无线传输,实现对稻田水位的实时采集。本设计经过系统试验,结构简单可靠、体积小、测量精度高、稳定性高、方便使用。
【关键词】：红外测距 非线性校正 曲线拟合 GPRS
【学位授予单位】：黑龙江八一农垦大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S511;S126
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第一章 绪论7-15
• 1.1 研究目的及意义7-8
• 1.2 国内外现状8-13
• 1.2.1 红外测距技术国内外研究动态和趋势8-10
• 1.2.2 GPRS无线传输国内外研究动态和趋势10-13
• 1.3 研究的主要内容13
• 1.4 研究方法13-15
• 第二章 稻田红外测距系统设计15-33
• 2.1 稻田水位保证的必要性15-16
• 2.2 红外测距的工作原理16
• 2.3 红外测距系统的基本结构16-17
• 2.4 数据处理模块设计17-18
• 2.4.1 数据处理模块功能17
• 2.4.2 微控制器的选型17
• 2.4.3 芯片工作特性17-18
• 2.5 数据采集模块设计18-25
• 2.5.1 采集功能模块介绍18
• 2.5.2 通讯协议18-20
• 2.5.3 传感器的型号选择20-25
• 2.6 无线传输模块设计25-32
• 2.6.1 通讯模块型号选择25-26
• 2.6.2 通讯模块电路设计26-28
• 2.6.3 通讯协议28-32
• 2.7 本章小结32-33
• 第三章 GP2Y0A02测距特性实验33-43
• 3.1 实验环境构建33-35
• 3.1.1 基本的实验用具33
• 3.1.2 安装装置33-34
• 3.1.3 测量装置34-35
• 3.2 实验内容35-42
• 3.2.1 不同颜色反射面的影响研究35-39
• 3.2.2 镜面反射和漫反射的对比实验39-40
• 3.2.3 环境光照强度对红外测距的影响40-42
• 3.3 本章小结42-43
• 第四章 基于光补偿的模型建立43-51
• 4.1 多光照强度建模及补偿43-45
• 4.2 曲线的拟合优度检验45-46
• 4.3 模型验证46-49
• 4.5 本章小结49-51
• 第五章 结论与展望51-53
• 5.1 结论51
• 5.2 展望51-53
• 参考文献53-57
• 致谢57-58
• 个人简历58

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 李彬;刘荣;李江全;;基于GPS/GPRS的大型农机具远程监控系统设计[J];江苏农业科学;2014年02期

2 饶忠平;李敏;;水稻节水灌溉对农业发展的促进作用[J];中国农业信息;2014年03期

3 江杰;宋宏龙;;基于GSM短信的烟雾传感报警系统[J];测控技术;2014年01期

4 朱士江;孙爱华;张忠学;王忠波;杜平;;不同节水灌溉模式对水稻分蘖、株高及产量的影响[J];节水灌溉;2013年12期

5 李文龙;;水稻灌溉控制技术[J];农业与技术;2013年10期

6 李程华;宋刈非;;机动平台双站红外测距方法研究[J];光电技术应用;2013年05期

7 黄浩;陶华敏;陈尚锋;;空间双波段红外成像仿真及目标特性分析[J];红外技术;2013年08期

8 刘开顺;孙春香;;水稻机插秧苗返青期长的原因及应对技术措施[J];现代农机;2013年04期

9 王东;成斌;梁冬明;王冰;张岩岫;;基于红外侦察告警系统的三站被动测距方法分析[J];激光与红外;2013年06期

10 王东;赵威;梁冬明;张岩岫;岳寰宇;;红外告警系统三站被动测距目标确认及精度分析[J];应用光学;2013年02期

中国硕士学位论文全文数据库 前7条

1 赵雷;土壤墒情信息采集与远程监控系统的设计[D];黑龙江大学;2014年

2 龙光利;基于GSM/GPRS无线防盗系统的应用研究[D];西安科技大学;2013年

3 刘竞阳;基于红外测距传感器的移动机器人路径规划系统设计[D];东北大学;2012年

4 王丹;不同密度下肥水优化对寒地水稻抗倒伏性能的影响[D];东北农业大学;2011年

5 顾简;基于GPRS的农业微环境多参数无线监测系统研究[D];哈尔滨理工大学;2011年

6 冯林;基于DSP的红外图像处理和传输系统研究[D];电子科技大学;2007年

7 董楠;远距离红外成像系统的图像处理[D];烟台大学;2007年

，

本文编号：518453