基于单片机的肥箱料位检测装置设计与试验研究

发布时间：2021-04-29 02:35

　　施肥作业的有效完成是保证作物丰产、足产的重要条件之一,作物的产量与化肥的合理施用息息相关,一旦出现化肥漏施、少施的现象势必会造成作物的减产,因此在施肥作业过程中实现对肥箱料位的在线检测和化肥的及时补充至关重要。本文以肥箱料位高度为研究基础,开发设计一款性能可靠的基于单片机的肥箱料位检测装置,替代人工对肥箱中肥料余量情况进行实时获取、分析,减少了人力、物力投入,使施肥机信息化水平得以提升。本论文主要研究内容如下:首先通过阅读料位检测装置结构设计相关资料,再结合我国目前施肥作业过程中常见的颗粒化肥特点,确定了一种平行相邻双极板直插式的机械结构;该检测装置采用电容法检测原理,难点是由于检测装置电容极板采集到的电容信号很小、很微弱,为pF级别,故对于微小电容的检测本装置采用电容/频率转换集成电路,将外界不可视的电容模拟量转换成可视的频率数字信号,且精度很高。通过分析肥箱料位检测装置所需硬件系统完成硬件电路模型搭建,主要包括电容测量采集模块、C/F转换模块、显示模块以及串口通信模块,并利用Altium Designer软件绘制硬件电路原理图,再通过计算机语言编程完成系统软件程序设计,主要包括电容... 

【文章来源】：黑龙江八一农垦大学黑龙江省

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 研究目的和意义
        1.2.1 研究目的
        1.2.2 研究意义
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 国外研究现状
        1.3.2 国内研究现状
    1.4 主要研究内容和方法
        1.4.1 研究内容
        1.4.2 研究方法
    1.5 技术路线
2 检测装置电容极板分析
    2.1 电场仿真
    2.2 极板材料选择
    2.3 极板模型建立
        2.3.1 极板尺寸计算
        2.3.2 极板形状分析
        2.3.3 试验与数据分析
    2.4 极板安装结构验证
    2.5 本章小结
3 检测装置硬件系统
    3.1 设计方案
    3.2 STC12C5A60S2单片机
    3.3 硬件测量电路模型搭建
        3.3.1 晶振与复位电路
        3.3.2 C/F转换电路
        3.3.3 LED显示驱动电路
        3.3.4 检测电路原理图
    3.4 本章小结
4 检测装置软件系统
    4.1 系统功能结构
    4.2 系统程序
        4.2.1 电容数据处理程序
        4.2.2 串口通信程序
        4.2.3 数码管显示程序
        4.2.4 主程序
    4.3 软硬件联合仿真调试
        4.3.1 在线动态调试
        4.3.2 CAN总线通信调试
    4.4 本章小结
5 检测装置的性能测试试验
    5.1 室内台架试验
        5.1.1 试验平台搭建
        5.1.2 试验测试条件
        5.1.3 试验数据采集
        5.1.4 灵敏度测试
        5.1.5 线性度测试
    5.2 温度影响试验
        5.2.1 试验目的
        5.2.2 试验时间、地点及材料
        5.2.3 试验数据采集
        5.2.4 试验数据分析
    5.3 田间作业试验
        5.3.1 试验时间、地点及材料
        5.3.2 试验数据采集
        5.3.3 试验数据分析
    5.4 本章小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 创新点
    6.3 展望
参考文献
附录
致谢
个人简历


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于单片机的肥箱料位传感器设计与试验[J]. 田雅楠,戚增坤,王熙,赵明岩.  农机化研究. 2020(07)
[2]用科技打造坚实的食品安全防线[J]. 本刊编辑部.  中国农村科技. 2019(06)
[3]精确农业背景下我国农业机械发展趋势[J]. 梁晓兵.  南方农机. 2019(02)
[4]计算机控制系统C语言程序设计研究[J]. 鲁志杰.  山东工业技术. 2018(21)
[5]单片机软件模拟UART半双工通信的设计[J]. 邓焯伟.  电子制作. 2018(11)
[6]抗中毒甲烷浓度检测仪研制[J]. 柴大林,丁喜波,于洋.  哈尔滨理工大学学报. 2018(03)
[7]单片机系统中复位电路的可靠性分析与设计[J]. 苏伟华.  电子技术与软件工程. 2018(09)
[8]农业机械推广应用的前景分析和策略探究[J]. 尹绍萍,华晓棠.  农业开发与装备. 2018(04)
[9]利用高稳系数法分析国家区试玉米品种的高产稳产性[J]. 封伟,史梦莹,刘哲,李绍明,张晓东.  中国农业文摘-农业工程. 2017(05)
[10]基于粮食内压力检测筒仓料位方法的应用[J]. 徐善龙.  现代食品. 2017(12)

硕士论文
[1]自适应复合多层扫描式电容传感器的研究[D]. 李蕊.河北科技大学 2016
[2]基于GIS的不同时期烟田土壤养分管理分区研究[D]. 李渊博.河南农业大学 2014
[3]精准农业变量施肥技术及其实施系统的研究[D]. 牛晓颖.河北农业大学 2005



本文编号：3166665