基于PLC的红外对靶自动喷雾装置的研制及试验
发布时间：2022-01-10 11:01
我国是种植业大国,但植保机械和农药施用技术却严重落后于欧美发达国家,传统大面积、大群体的连续施药方式不但造成了农药浪费,而且对环境生物和人类健康还造成了很大危害。本论文通过对红外探测靶标及喷雾装置自动控制技术研究,研制了红外对靶自动喷雾装置,其研究工作主要包括：（1）针对现有喷雾探测系统中A/D模块工作不稳定、易损坏等问题,选用了可编辑逻辑控制器（PLC）作为探测系统的控制芯片。试验表明,该控制芯片作为红外对靶自动喷雾装置的核心部件,其A/D模块工作运行稳定,且喷雾装置还可实现自动/手动控制两种作业模式。（2）通过对叶片的反射特性以及典型树木的反射光谱曲线分析,完成了红外探测装置的光路设计；对选用的大功率红外LED发射管加装光学透镜,使照射光强进一步得到提高；在对探测装置硬件、电路设计的同时,还对单片机、PLC等控制模块进行了编程。（3）选定波长为850nm的红外发光管作为红外发光源,并与常见的940nm波长红外发光管进行了探测距离和探测间距的对比试验,结果表明,①探测距离的大小与植株靶标的密度有关,也与试验装置选用红外波长有关：同等波长下,密度越小,探测距离越小；密度越大,探测距离越...
【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】：59 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.2 国内外自动对靶技术研究现状
1.2.1 基于地图GPS的靶标探测技术
1.2.2 基于超声波传感器的靶标探测技术
1.2.3 基于图像传感器的靶标探测技术
1.2.4 基于红外传感器的靶标探测技术
1.3 研究目的与意义
1.4 工作假说与主要研究内容
1.4.1 技术路线
1.4.2 研究工作假说
1.4.3 研究内容
第二章 自动对靶喷雾装置的光路设计
2.1 红外光学系统基本结构
2.2 光波在传输介质中的衰减
2.3 靶标的光学反射特征
2.4 红外光学系统材料的选择
2.5 本章小结
第三章 自动对靶喷雾装置电路的软硬件设计
3.1 元器件的选择
3.1.1 红外发射装置元器件选择
3.1.2 红外接收装置元器件的选择
3.1.3 PLC控制装置的选择
3.2 自动喷雾装置电路设计
3.2.1 红外发射装置的电路设计
3.2.2 红外接收装置的电路设计
3.2.3 自动喷雾装置的总电路设计
3.3 单片机及PLC的程序设计
3.3.1 单片机的程序设计
3.3.2 PLC的程序设计
3.4 红外对靶探测控制器
3.5 本章小结
第四章 红外对靶自动喷雾装置的性能试验与分析
4.1 红外对靶自动喷雾试验装置的搭建
4.2 红外波长与靶标密度关系试验
4.2.1 试验目的
4.2.2 试验对象及条件
4.2.3 试验设计和安排
4.3 红外对靶探测装置探测范围试验
4.3.1 试验目的及条件
4.3.2 试验设计和安排
4.4 结果与分析
第五章 红外对靶自动探测装置车载试验
5.1 自走式果园风送定向喷雾机的选用
5.2 红外对靶自动探测装置的改装
5.2.1 电源改装
5.2.2 电磁阀改装
5.2.3 靶标探测头与控制机盒分离
5.3 红外对靶自动探测装置车载试验
5.3.1 试验目的及条件
5.3.2 试验设计和安排
5.4 江浦农场试验
5.4.1 试验目的及条件
5.4.2 试验设计和安排
5.5 本章小结
第六章 结论与建议
6.1 研究内容与结论
6.2 存在的问题与建议
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]3WZ-700型自走式果园风送定向喷雾机[J]. 邱威,丁为民,汪小旵,龚艳,张晓辛,吕晓兰. 农业机械学报. 2012(04)
[2]基于单片机PWM变量农药喷洒控制系统的研究[J]. 刘大印,王秀,毛益进,马伟,邓巍. 农机化研究. 2011(05)
[3]红外探测器成像实验研究[J]. 王德江,张涛. 光谱学与光谱分析. 2011(01)
[4]公共植保、绿色植保的发展与展望[J]. 夏敬源. 中国植保导刊. 2010(01)
[5]我国果园植保机械现状与技术需求[J]. 傅锡敏,吕晓兰,丁为民,吴萍,丁素明,邱威. 中国农机化. 2009(06)
[6]温室精准对靶喷雾机器人研制[J]. 张俊雄,曹峥勇,耿长兴,李伟. 农业工程学报. 2009(S2)
[7]农药喷施技术国内外研究现状及发展[J]. 孙文峰,王立君,陈宝昌,王小勇,芦磊. 农机化研究. 2009(09)
[8]果树三维外形轮廓的仿真与重建[J]. 李松,张建瓴,可欣荣,洪添胜. 华南农业大学学报. 2009(01)
[9]自动对靶喷雾靶标红外探测研究[J]. 邓巍,何雄奎,张录达,曾爱军,宋坚利,邹建军. 光谱学与光谱分析. 2008(10)
[10]智能化自动对靶林木喷药机控制系统设计[J]. 汤晶宇,满大为,郭克君. 林业劳动安全. 2008(03)
博士论文
[1]基于机器视觉的田间杂草识别技术研究[D]. 毛文华.中国农业大学 2004
本文编号：3580596
【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】：59 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.2 国内外自动对靶技术研究现状
1.2.1 基于地图GPS的靶标探测技术
1.2.2 基于超声波传感器的靶标探测技术
1.2.3 基于图像传感器的靶标探测技术
1.2.4 基于红外传感器的靶标探测技术
1.3 研究目的与意义
1.4 工作假说与主要研究内容
1.4.1 技术路线
1.4.2 研究工作假说
1.4.3 研究内容
第二章 自动对靶喷雾装置的光路设计
2.1 红外光学系统基本结构
2.2 光波在传输介质中的衰减
2.3 靶标的光学反射特征
2.4 红外光学系统材料的选择
2.5 本章小结
第三章 自动对靶喷雾装置电路的软硬件设计
3.1 元器件的选择
3.1.1 红外发射装置元器件选择
3.1.2 红外接收装置元器件的选择
3.1.3 PLC控制装置的选择
3.2 自动喷雾装置电路设计
3.2.1 红外发射装置的电路设计
3.2.2 红外接收装置的电路设计
3.2.3 自动喷雾装置的总电路设计
3.3 单片机及PLC的程序设计
3.3.1 单片机的程序设计
3.3.2 PLC的程序设计
3.4 红外对靶探测控制器
3.5 本章小结
第四章 红外对靶自动喷雾装置的性能试验与分析
4.1 红外对靶自动喷雾试验装置的搭建
4.2 红外波长与靶标密度关系试验
4.2.1 试验目的
4.2.2 试验对象及条件
4.2.3 试验设计和安排
4.3 红外对靶探测装置探测范围试验
4.3.1 试验目的及条件
4.3.2 试验设计和安排
4.4 结果与分析
第五章 红外对靶自动探测装置车载试验
5.1 自走式果园风送定向喷雾机的选用
5.2 红外对靶自动探测装置的改装
5.2.1 电源改装
5.2.2 电磁阀改装
5.2.3 靶标探测头与控制机盒分离
5.3 红外对靶自动探测装置车载试验
5.3.1 试验目的及条件
5.3.2 试验设计和安排
5.4 江浦农场试验
5.4.1 试验目的及条件
5.4.2 试验设计和安排
5.5 本章小结
第六章 结论与建议
6.1 研究内容与结论
6.2 存在的问题与建议
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]3WZ-700型自走式果园风送定向喷雾机[J]. 邱威,丁为民,汪小旵,龚艳,张晓辛,吕晓兰. 农业机械学报. 2012(04)
[2]基于单片机PWM变量农药喷洒控制系统的研究[J]. 刘大印,王秀,毛益进,马伟,邓巍. 农机化研究. 2011(05)
[3]红外探测器成像实验研究[J]. 王德江,张涛. 光谱学与光谱分析. 2011(01)
[4]公共植保、绿色植保的发展与展望[J]. 夏敬源. 中国植保导刊. 2010(01)
[5]我国果园植保机械现状与技术需求[J]. 傅锡敏,吕晓兰,丁为民,吴萍,丁素明,邱威. 中国农机化. 2009(06)
[6]温室精准对靶喷雾机器人研制[J]. 张俊雄,曹峥勇,耿长兴,李伟. 农业工程学报. 2009(S2)
[7]农药喷施技术国内外研究现状及发展[J]. 孙文峰,王立君,陈宝昌,王小勇,芦磊. 农机化研究. 2009(09)
[8]果树三维外形轮廓的仿真与重建[J]. 李松,张建瓴,可欣荣,洪添胜. 华南农业大学学报. 2009(01)
[9]自动对靶喷雾靶标红外探测研究[J]. 邓巍,何雄奎,张录达,曾爱军,宋坚利,邹建军. 光谱学与光谱分析. 2008(10)
[10]智能化自动对靶林木喷药机控制系统设计[J]. 汤晶宇,满大为,郭克君. 林业劳动安全. 2008(03)
博士论文
[1]基于机器视觉的田间杂草识别技术研究[D]. 毛文华.中国农业大学 2004
本文编号：3580596
本文链接：https://www.wllwen.com/nykjlw/nygclw/3580596.html
