智能灌溉系统的研究与设计综述

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智能灌溉系统的研究与设计

智能灌溉系统的研究与设计

智能灌溉系统的研究与设计智能灌溉系统的关键技术包括传感器技术、控制算法和通信技术。

传感器技术用于实时监测土壤湿度、气象条件和作物生长状况等信息,以提供决策依据。

控制算法根据传感器数据和预设的决策规则,自动调节灌溉设备的工作状态,实现精确的灌溉控制。

通信技术用于传输传感器数据和接收指令,实现系统的远程监控和控制。

智能灌溉系统的设计思路是综合考虑植物的生理需求、土壤水分特性和环境因素等因素,根据这些因素调整灌溉的时机、时长和强度,以保持土壤湿度在适宜的范围内,促进作物生长和发育。

具体的设计步骤包括:确定监测指标、选择传感器和控制设备、建立模型、优化算法和进行系统测试等。

在确定监测指标时,需要考虑作物的需水量、土壤水分特性和环境因素等因素。

对于不同的作物和土壤类型,需水量和灌溉时机有所差异,因此需要根据具体情况确定监测指标。

传感器的选择包括土壤水分传感器、气象传感器和作物生长监测传感器等。

这些传感器可以实时监测土壤湿度、气象条件和作物生长状况等信息,为灌溉控制提供数据支持。

建立灌溉模型是智能灌溉系统设计的关键。

根据作物的生理特性和土壤水分特性,可以建立数学模型来描述作物水分和土壤水分的关系。

通过模型,可以预测土壤湿度的变化趋势,从而确定灌溉的时机和时长。

优化算法可以根据模型的预测结果和实际传感器数据,自动调节灌溉设备的工作状态,实现精准灌溉控制。

智能灌溉系统的通信技术可以实现远程监控和控制。

通过互联网或其他通信网络,传感器数据可以远程传输到中心服务器或手机APP上,用户可以实时监测土壤湿度和其他环境参数。

同时,用户还可以通过手机APP 发送指令,远程控制灌溉设备的工作状态,实现智能灌溉的远程管理。

智能灌溉系统的研究与设计旨在提高灌溉的精度和自动化程度,减少水资源的浪费和环境污染,提高农业生产的效益和可持续发展水平。

随着传感器、控制设备和通信技术的不断发展,智能灌溉系统的性能和可靠性将得到进一步提升,有望在农业生产中得到广泛应用。

智能灌溉系统的研究与设计

智能灌溉系统的研究与设计

智能灌溉系统的研究与设计智能灌溉系统是一种利用现代科技手段通过感知环境信息、分析数据并进行智能控制的灌溉系统。

它能够根据土壤湿度、气象状况、植物需水量等参数自动调节灌溉频率和水量,实现精准灌溉,提高水资源利用效率和农作物产量。

本文将对智能灌溉系统的研究与设计进行探讨。

一、智能灌溉系统的研究背景我国水资源短缺严重,农业用水是最大用水领域,因此提高农田水资源利用效率具有重要意义。

传统的灌溉方法主要依靠人工判断和经验进行,存在水量浪费和操作不精准等问题。

而智能灌溉系统则能够根据实时的环境参数自动控制灌溉,实现精确用水,减少水资源浪费,满足农田的需水量。

二、智能灌溉系统的研究方法1.环境感知技术:通过传感器等设备,获取土壤湿度、气象状况等环境参数的数据。

常用的传感器包括土壤湿度传感器、温度传感器、湿度传感器、风速传感器等。

这些数据能够准确地反映农田的水分状况和气候变化,是智能灌溉系统的基础。

2.数据分析技术:通过分析环境参数数据,判断灌溉的需求程度。

常用的数据分析方法包括模糊逻辑、神经网络、模型预测控制等。

这些方法能够对环境参数进行综合评估,并提供相应的灌溉决策。

3.控制策略设计:根据环境参数的数据和分析结果,制定合理的灌溉策略。

包括灌溉频率、灌溉时长和灌溉水量等。

控制策略的设计需要考虑农作物的需水量、土壤的水分保持能力以及气象变化等因素。

三、智能灌溉系统的设计方案1.硬件设计:智能灌溉系统需要配备环境感知设备,如土壤湿度传感器、气象站等,这些设备要能够实时采集环境参数的数据,并传输给中央控制系统。

同时,系统还需要具备自动控制装置,能够根据控制策略自动实现灌溉操作。

2.软件设计:中央控制系统需要通过软件来处理环境参数数据、分析数据并进行灌溉决策。

软件要具备较强的计算能力,能够实时处理大量数据,并输出相应的控制信号。

同时,软件还需要具备灌溉策略的编程能力,能够根据不同的作物和不同的环境需求进行灌溉控制。

3.系统优化:智能灌溉系统需要不断进行优化,以提高其灌溉精度和效率。

农业管理中的人工智能智能灌溉系统研究

农业管理中的人工智能智能灌溉系统研究

农业管理中的人工智能智能灌溉系统研究农业作为国民经济的重要组成部分,其现代化发展对于粮食安全和农民收入增加具有重要意义。

农业管理中的人工智能智能灌溉系统是现代农业管理中的重要技术,对于提高农业生产效率、节约资源、保护环境具有重要作用。

本文将对农业管理中的人工智能智能灌溉系统进行深入探讨,分析其原理、优势以及发展趋势。

一、人工智能智能灌溉系统的原理人工智能智能灌溉系统是基于计算机和传感器技术,通过实时监测土壤水分以及气象条件等环境参数,实现对农田灌溉的自动化控制。

系统通过对数据的采集、分析和处理,确定最佳的灌溉方案,从而实现灌溉水量的合理分配,保证农作物的水分需求,提高灌溉效率。

二、人工智能智能灌溉系统的优势1. 提高农田灌溉效率。

传统的固定时间间隔的灌溉方式容易造成浪费水资源和土壤盐碱化,而人工智能智能灌溉系统能够根据实时监测的数据进行灌溉决策,实现精准灌溉,提高水资源的利用率。

2. 降低劳动强度。

传统的农田灌溉需要大量的人力和物力投入,而人工智能智能灌溉系统可以实现全自动化操作,减轻农民的劳动负担,提高生产效率。

3. 保护环境。

人工智能智能灌溉系统可以有效减少农药和化肥的使用量,防止农田水土流失和水质污染,对环境具有良好的保护作用。

三、人工智能智能灌溉系统的发展趋势1. 大数据技术的应用。

随着大数据技术的不断发展,人工智能智能灌溉系统可以通过对大规模数据的分析和挖掘,实现更精准的农田灌溉,提高农作物的产量和质量。

2. 物联网技术的集成。

人工智能智能灌溉系统可以通过与物联网技术的集成,实现各种环境参数的实时监测和控制,为农田灌溉提供更多的数据支持,提高系统的智能化水平。

3. 智能控制技术的创新。

未来人工智能智能灌溉系统将借助机器学习和深度学习等技术,实现对农田灌溉过程的智能化优化调控,提高系统的适应性和灵活性。

综上所述,农业管理中的人工智能智能灌溉系统是现代农业发展的重要技术手段,具有提高农田灌溉效率、降低劳动强度、保护环境等优势。

农业自动化中的智能灌溉系统设计与优化研究

农业自动化中的智能灌溉系统设计与优化研究

农业自动化中的智能灌溉系统设计与优化研究随着科技的不断发展和农业生产的现代化进程,农业自动化技术逐渐成为农业生产的重要手段之一。

其中,智能灌溉系统作为农业自动化的重要组成部分发挥着关键作用。

本文将就农业自动化中的智能灌溉系统设计与优化进行研究,以期为农业生产提供更加高效和可持续的灌溉方案。

一、智能灌溉系统设计原理智能灌溉系统的设计原理是将传感器、控制器和执行机构相结合,通过感知作物生长状态和土壤水分状况,实时调整灌溉水量和时间,以实现精确灌溉。

其中,传感器负责采集土壤水分、温度、湿度等数据,控制器根据传感器数据进行判断与决策,执行机构则根据控制器的指令执行灌溉操作。

二、智能灌溉系统的优化方向1. 数据分析与决策模型优化智能灌溉系统的优化离不开对数据的分析与决策模型的优化。

通过对大数据的收集、存储和处理分析,可以提取出有价值的信息,并用于制定科学的灌溉决策。

同时,对决策模型进行优化可以提高决策的准确性和灌溉效果。

2. 节水与节能优化农业灌溉是占用水资源的重要领域之一。

因此,在智能灌溉系统的设计与优化中,节水与节能是一个重要的方向。

通过合理调整灌溉水量与时间,减少农田的水分蒸发损失,实现节水目标;同时,选用高效节能的执行机构和控制器,降低能源消耗。

3. 智能灌溉决策模型建立一套科学的智能灌溉决策模型对系统的优化至关重要。

该模型应基于不同农作物的需水量、土壤水分特性和气象信息等多种因素,结合主流的决策算法,能够为灌溉系统提供合理的决策方案。

三、智能灌溉系统的设计与优化实践1. 传感器选择与布置传感器是智能灌溉系统中最关键的部件之一,因此在系统设计与优化中需要合理选择和布置传感器。

根据不同农作物的需水量和土壤特性,确定传感器的种类和数量,并将其布置在适当的位置,以便实时采集相关数据。

2. 控制器与执行机构的优化控制器和执行机构是智能灌溉系统的决策与执行部分。

在设计与优化中,应选用高效可靠的控制器和执行机构,以确保灌溉系统能够准确地根据传感器数据进行决策并执行相应操作。

智能灌溉文献综述

智能灌溉文献综述

智能灌溉文献综述一、国内外发展现状由于我国自动化技术起步较晚,目前在各行各业的应用正处于研究推广阶段,自动化技术在农业上的应用程度更低,所以,目前自动灌溉控制系统还处于研制、试用阶段。

中国农业机械化研究院联合多家单位研制了温室自动灌溉施肥系统,该系统可在手动控制、程序控制和自动控制等多种灌溉系统模式之间进行切换,能满足温室作物的大部分需求,但是成本较高(赵玮娜2009)。

中国灌排技术开发公司(2006)以单片机为控制核心开发了微灌自动监控系统,该系统能实现灌溉系统检测、控制,同时还能进行事故处理(沈绪榜2001)。

北京农业工程大学利用8031 单片机研制了一套灌溉控制系统(毛慎建1995),该系统是一个多输入、多输出系统,可采集多路土壤水分信号,并对单独回路进行控制,使用方便。

但上述系统功能单一,扩展性差,在控制对象复杂情况下难以正常运行。

利用现代计算机技术和通信技术,福建省水利建设技术中心(陈文清2004)开发了一套节水灌溉自动化控制系统,能根据需要实现定时灌溉、恒湿灌溉和人工选择三种工作方式。

WT-02 型微喷灌定时自动控制器是由北京奥特思达科技有限公司研制的一种电子灌溉自动化控制系统(贺良才2010),该系统使用对象广泛,能在多种工作模式下工作。

上述两种系统在一定程度上能进行自动化灌溉控制,但仅限于定时操作或人工操作,还不能实现根据作物需要进行适时、适量的灌溉。

廖功磊等(2006)应用可编程序控制器(PLC)、工控机和工业遥控器构成核心控制部件,采用组态软件(MCGS)及WPL 编程软件设计了全自动智能控制系统。

崔天时等(2010)针对温室灌溉受多因素影响难以建立精确控制模型的特点,开发了基于LabVIEW 平台的温室节水灌溉模糊控制系统。

该系统能够根据土壤水分适时、适量的灌溉,对节水灌溉技术的发展起到了一定的作用。

国内还有直接以PC 机进行控制的自动灌溉控制器,不仅使成本增加,而且不易在田间较恶劣的环境下使用,所以实用化程度很低。

基于人工智能的农业智能灌溉控制系统研究与开发

基于人工智能的农业智能灌溉控制系统研究与开发

基于人工智能的农业智能灌溉控制系统研究与开发农业智能灌溉控制系统是一种基于人工智能技术的先进系统,旨在提高农业灌溉效率和资源利用效率。

本文将对基于人工智能的农业智能灌溉控制系统进行研究与开发,并就该系统的工作原理、关键技术和应用前景进行探讨。

一、引言随着人口的增长和社会经济的发展,农业灌溉的重要性愈发凸显。

然而,传统的人工灌溉方式存在着灌溉水量不均匀、浪费资源等问题。

基于人工智能的农业智能灌溉控制系统能够通过感知设备和智能决策算法实现实时监测和精确控制,从而提高农业灌溉的效率和质量。

二、基于人工智能的农业智能灌溉控制系统工作原理1. 感知设备农业智能灌溉控制系统通过各种感知设备,如土壤湿度传感器、气象传感器等,实时获取土壤湿度、气温、湿度等环境参数的数据,并传输给智能决策算法进行分析和处理。

2. 智能决策算法基于人工智能技术的农业智能灌溉控制系统采用智能决策算法对感知设备获取的数据进行分析和处理,并根据预设的灌溉需求模型、植物生长模型等进行决策,从而确定灌溉的时机、水量和方式。

3. 执行部分系统根据智能决策算法得出的灌溉决策结果,通过控制设备,如喷灌装置、滴灌装置等,实现对农田的自动灌溉控制。

控制设备能够根据系统指令精确地调节水量、喷灌范围和灌溉频率,实现精确而高效的农业灌溉。

三、关键技术1. 感知技术利用传感器技术实时获取土壤湿度、气温、湿度等环境参数的数据,通过无线传输技术将数据传输给智能决策算法进行分析和处理。

2. 数据处理技术利用数据挖掘、机器学习等技术对感知设备获取的数据进行建模和分析,从而预测土壤水分变化趋势,优化决策算法的性能。

3. 控制技术利用控制理论和自动化技术,实现对灌溉装置的精确控制,包括水量的调节、喷灌范围的控制等。

四、应用前景基于人工智能的农业智能灌溉控制系统在提高农业灌溉效率和资源利用效率方面具有广阔的应用前景。

1. 提高灌溉效率通过实时监测土壤湿度和气象参数,系统能够根据农作物的需求进行准确的灌溉,避免了过度灌溉或不足灌溉的情况,从而提高了水资源利用效率。

(完整word版)智能灌溉文献综述

(完整word版)智能灌溉文献综述

智能灌溉文献综述一、国内外发展现状由于我国自动化技术起步较晚,目前在各行各业的应用正处于研究推广阶段,自动化技术在农业上的应用程度更低,所以,目前自动灌溉控制系统还处于研制、试用阶段。

中国农业机械化研究院联合多家单位研制了温室自动灌溉施肥系统,该系统可在手动控制、程序控制和自动控制等多种灌溉系统模式之间进行切换,能满足温室作物的大部分需求,但是成本较高(赵玮娜2009)。

中国灌排技术开发公司(2006)以单片机为控制核心开发了微灌自动监控系统,该系统能实现灌溉系统检测、控制,同时还能进行事故处理(沈绪榜2001)。

北京农业工程大学利用8031 单片机研制了一套灌溉控制系统(毛慎建1995),该系统是一个多输入、多输出系统,可采集多路土壤水分信号,并对单独回路进行控制,使用方便。

但上述系统功能单一,扩展性差,在控制对象复杂情况下难以正常运行。

利用现代计算机技术和通信技术,福建省水利建设技术中心(陈文清2004)开发了一套节水灌溉自动化控制系统,能根据需要实现定时灌溉、恒湿灌溉和人工选择三种工作方式。

WT-02 型微喷灌定时自动控制器是由北京奥特思达科技有限公司研制的一种电子灌溉自动化控制系统(贺良才2010),该系统使用对象广泛,能在多种工作模式下工作。

上述两种系统在一定程度上能进行自动化灌溉控制,但仅限于定时操作或人工操作,还不能实现根据作物需要进行适时、适量的灌溉。

廖功磊等(2006)应用可编程序控制器(PLC)、工控机和工业遥控器构成核心控制部件,采用组态软件(MCGS)及WPL 编程软件设计了全自动智能控制系统。

崔天时等(2010)针对温室灌溉受多因素影响难以建立精确控制模型的特点,开发了基于LabVIEW 平台的温室节水灌溉模糊控制系统。

该系统能够根据土壤水分适时、适量的灌溉,对节水灌溉技术的发展起到了一定的作用。

国内还有直接以PC 机进行控制的自动灌溉控制器,不仅使成本增加,而且不易在田间较恶劣的环境下使用,所以实用化程度很低。

现代农业工程中的智能化灌溉系统研究

现代农业工程中的智能化灌溉系统研究
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智能化灌溉系统通过传感器、控制器、执行器等设备,实时监测农田土壤水分、温度、光照等环 境参数,并根据作物生长需求,自动调节灌溉水量、灌溉时间等参数,实现精准灌溉。
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智能化灌溉系统可以提高灌溉效率,节约水资源,降低劳动强度,提高农业生产效益。
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智能化灌溉系统是现代农业工程中的重要组成部分,对于提高农业生产效率、保障粮食安全具有 重要意义。
维护问题:智能 化灌溉系统需要 定期维护,需要 解决维护成本和 维护技术问题
环境适应性:智 能化灌溉系统需 要适应不同地区 的气候、土壤等 环境条件,需要 提高系统的环境 适应性
解决方案和建议
提高灌溉系统的智 能化水平,采用先 进的传感器、控制 器和软件技术,实 现自动控制和远程 监控。
加强灌溉系统的节 水性能,采用滴灌、 喷灌等节水灌溉技 术,减少水资源浪 费。
现代农业工程中的智能 化灌溉系统研究
汇报人:WPS
目录
智能化灌溉系统的概 述
01
智能化灌溉系统的技 术原理
02
智能化灌溉系统的应 用优势
03
智能化灌溉系统的实 际应用案例
04
智能化灌溉系统的发 展趋势和挑战
05
结论和建议
06
智能化灌溉系统 的概述
智能化灌溉系统的定义
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智能化灌溉系统是一种利用现代科技手段,实现对农田灌溉的自动化、智能化、精准化的管理系 统。
感谢您的观看
汇报人:WPS
案例对比分析
案例1:某农场采用智能化灌溉系 统,实现精准灌溉,提高作物产量
案例3:某农场采用智能化灌溉系 统,实现节水节电,降低生产成本
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毕业设计(论文)题目智能灌溉系统的研究与设计教学点专业年级姓名指导教师定稿日期:2011 年6月1 日摘要本系统系统通过选择合适的传感器将对土壤中含水量以及空气湿度等重要物理量进行采集,通过信号及采集部分将其转化为数字信号,交给单片机系统进行处理,通过智能控制部分,在需要时驱动相关外设,进行自动精确定位地灌溉。

具体流程图如下:工作过程流程图关键字: 智能控制 精确定位 密封 湿度传感器 差动放大 顺序通电 液晶显示机械设计部分整体的机构形式如下所述:水由出水口接入,经过水泵增压后,经过导水软管,最后从管的另一端喷射出来。

机械臂主要由导水软管,套筒,舵机,步进电机和与电机配合的传动装置组成。

套筒下端固结有加工上锥齿的圆环,电机通过锥齿轮传动,带动套筒转动。

舵机固定在套筒上,当套筒旋转时,舵机也随套筒旋转。

导水软管穿过套筒与固定在套筒上端的舵机相固结,当舵机臂摆动时导水软管喷头处完成竖直方向的调整,以使喷出的水能够调整远近。

而套筒转动则实现了喷水方向的调整。

这样,通过水平旋转及竖直摆动,实现了喷灌的精确定位。

考虑到水对电机、齿轮传动部分的腐蚀影响,电机及其与套筒的传动部分通过密封箱密封,导线引出,连接到控制电路部分及电源部分,以实现对机械系统的电力输入及控制。

机械臂通过套筒下端深埋入土壤进行固定。

这种方案是我们经过多次调整最后确定出来的。

下图为我们用机械仿真软件pro/engineer 制作的图形(具体见附图)我们的创新体现在我们的设计过程当中。

在喷口的设计中,由于市场上所售的喷头多利用水压将水达到某个固定位置,因此不能实现喷灌位置的可调性要求。

因此喷管管口需要重新设计。

在喷头处,我们曾试验过多个方案。

其中一个就是拟定用钢管作导水管,将水直接引到喷头,而喷头处设计成喷口可以转动的形式,通过增加一个电机并通过细杆与喷头处连实现竖直方向的转动,水平方向的转动还是靠另一个电动机带动套筒来实现(具体见附proe仿真图)。

但是这种设计有两个问题我们没能解决。

第一个问题就是密封的问题,喷口转动时对其密封要求较高,且此处水压较高,更增加密封难度。

第二个问题就是底部的电机如何使上部的喷头进行竖直方向的摆动。

此处传动距离较长,增加材料势必增加水平转动电机的负载,且此电机好密封,极易漏水烧毁电机。

于是我们直接采用了接导水软管的方法。

导水软管是用一种软橡皮材料做成的,我们在进行试验时,一端接从水泵流过的水,一端穿过套筒固定在舵机上,有较好的弹性,使灌溉机械臂在转动时,水管不会产生较大的阻力矩,也不会发生塑性变形影响使用。

这种形式的优点是结构简单,使用方便,一根管足以解决喷头出的设计问题。

缺点是电机带动套筒的转角不能持续朝一个方向转动,否则水管会打结使水流不通,且从水管浇灌到地面的水流呈柱状,对地面冲击较大。

软管长期拉伸压缩会造成水管脱胶,碎裂等问题。

在实际设计计算中,需进行软管的拉压的疲劳强度的校核,及齿轮传动的校核计算。

通过查机械设计的手册可以计算出所需的材料及其他要求。

在进行设计的过程中,我们查阅了上市的喷头的基本的工作原理,对其有了初步的了解。

在进行结构设计得过程中,我们查阅了相关的机械原理、机械设计方面的书籍,增长了我们的机械方面的知识及解决机械设计问题的能力。

具体构件可参见所附的proe零件图及整体装配图。

硬件电路部分设计A.湿度传感器方案我们采用通DX-S2型土壤湿度传感器,通过测出被测土壤的介电常数,并根据土壤容积含水率与土壤介电常数之间的非线性关系推导出土壤的容积含水率和重量含水率。

本传感器对土壤水分变化有很高的灵敏度,因此温度、盐分、土壤性质变化因素的影响相对比较小,如果要求测量结果准确度高,应酌情对这些因素的影响进行修正。

或采取其它措施减少这些因素的干扰。

湿度传感器各项参数如下:测量参数土壤容积/重量含水率θ量程4~50%(绝对重量含水率)精度误差不超过2%响应时间响应在1秒内进入稳定工作环境-30℃~+55℃工作电压4.5~5.5VDC,典型值5.0VDC工作电流50mA输出信号0~2.5VB.运算放大器方案传感器输出的电压信号为毫伏级,需要通过运放将信号放大,对运算放大器要求很高。

基于此,我们考虑了可以采用以下几种方案:方案一、利用普通低温漂运算放大器构成多级放大器。

普通低温漂运算放大器构成多级放大器会引入大量噪声。

由于A/D 转换器需要很高的精度,所以几毫伏的干扰信号就会直接影响最后的测量精度。

在调试中误差较大,所以,此种方案不宜采用。

方案二、由高精度低漂移运算放大器构成差动放大器。

差动放大器具有高输入阻抗,增益高的特点,可以利用普通运放( 如LM324) 做成一个差动放大器。

U1-U3组成仪表放大器,U4构成电压跟随器,用于调零电路.基于以上分析,我们采用此种放大方式,(四集成度,芯片型号LM324)C.电机方案由于对浇灌机械臂的转速要求不高,且要实现精确定位,而且步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。

在非超载的情况下,电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数,而不受负载变化的影响,即给电机加一个脉冲信号,电机则转过一个步距角。

这一线性关系的存在,加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点,使得在速度、位置等控制领域用步进电机来控制变的非常的简单。

由此,电机采用四相六线混合式步进电机,以实现对喷灌机械臂的转动控制。

在最初的电机驱动方案中,采用L298芯片+二极管吸收电路,用设计好的开关电源给L298以及步进电机供电。

电路经keil+proteus仿真后可以实现对电机的控制,仿真阶段未出现任何问题。

电路图如下:但此电路在实际调试中,由于从l298的2、3、13、14脚输出信号变化较快,二极管导通出现问题;电机正转调试c语言子程序如下:#include<reg51.h>void delay1s(void){ unsigned char j,k;for(j=50;j>0;j--)for(k=100;k>0;k--);}main(){unsigned char a[8]={0x24,0x35,0x11,0x39,0x28,0x3a,0x12,0x36} ;unsigned char b;unsigned char i=0;while(i<=50){for(b=0;b<8;b++){P1=a[b];delay1s();i++; }} }1、电机的转速控制:上程序中,通过j、k的取值,可以控制延时程序延时的时间,进而控制步进电机的转动频率,进而实现对电机速度的控制。

实际应用中,可将其设置为函数间接口的变量,以实现调速。

2、电机的转动位置控制:在while循环中,没执行一次,电机转动一个齿距角。

由于所用电机为50齿,所以每完成一次上述程序,电机转动一周。

转动角度与i的取值关系为:可以将i设置成函数间接口的变量,通过对其赋值实现精确定位。

3、实现正反转反转程序只需将0x24,0x35,0x11,0x39,0x28,0x3a,0x12,0x36的顺序倒过来,即依次为0x36,0x12,0x3a,0x28,0x39,0x11,0x35,0x24,依次循环。

在运行时,电机的各项性能已经满足使用需要,但仍有需改进的地方:此电机在高频状态,转速较高时,易出现丢步、振动现象,需用细分方案来解决;另外,电机驱动电路的散热方法亦非尽善尽美,需要更好的解决方案。

D.显示部分设计:我们选用了成都市飞宇达实业有限公司出品的FYD12864-0402B型的液晶显示模块。

此模块提供硬体光标及闪烁控制电路,由地址计数器的值来指定DDRAM中的光标或闪烁位置。

该模块具有2.7~5.5V的宽工作电压范围,且具有睡眠、正常及低功耗工作模式,可满足系统各种工作电压及便携式仪器低功耗的要求。

液晶模块显示负电压,也由模块提供,从而简化了系统电源设计。

模块同时还提供LED背光显示功能。

除此之外,模块还提供了画面清除、游标显示/隐藏、游标归位、显示打开/关闭、显示字符闪烁、游标移位、显示移位、垂直画面旋转、反白显示、液晶睡眠/唤醒、关闭显示等操作指令。

下图为液晶显示程序流程图:下图为proteus仿真图:开始初始化单片机调用初始化液晶显示器子程序设置循环变量设置初始显示位置从显示缓存取数据调用写数据子程序显示结束?结束NYE 、舵机控制方案舵机是一种位置伺服的驱动器,适用于那些需要角度不断变化并可以保持的控制系统。

其工作原理是:控制信号由接收机的通道进入信号调制芯片,获得直流偏置电压。

它内部有一个基准电路,产生周期为20ms,宽度为1.5ms的基准信号,将获得的直流偏置电压与电位器的电压比较,获得电压差输出。

最后,电压差的正负输出到电机驱动芯片决定电机的正反转。

当电机转速一定时,通过级联减速齿轮带动电位器旋转,使得电压差为0,电机停止转动。

单片机系统实现对舵机输出转角的控制,必须首先完成两个任务:首先是产生基本的PWM周期信号,本设计是产生20ms的周期信号;其次是脉宽的调整,即单片机模拟PWM 信号的输出,并且调整占空比。

当系统中只需要实现一个舵机的控制,采用的控制方式是改变单片机的一个定时器中断的初值,将20ms分为两次中断执行,一次短定时中断和一次长定时中断。

这样既节省了硬件电路,也减少了软件开销,控制系统工作效率和控制精度都很高。

具体的设计过程:例如想让舵机转向左极限的角度,它的正脉冲为2ms,则负脉冲为20ms-2ms=18ms,所以开始时在控制口发送高电平,然后设置定时器在2ms后发生中断,中断发生后,在中断程序里将控制口改为低电平,并将中断时间改为18ms,再过18ms进入下一次定时中断,再将控制口改为高电平,并将定时器初值改为2ms,等待下次中断到来,如此往复实现PWM信号输出到舵机。

用修改定时器中断初值的方法形成了脉冲信号,调整时间段的宽度便可使伺服机灵活运动。

F.电源部分设计对于此系统的供电问题,由于需要对电机供电,因此需要大电流,传统的线性电源,体积笨重,内阻大,效率低,大电流时驱动负载能力差,因此我们采用了开关电源,内阻小,适合强电流供电。

其电路图如上,通过电路的连接,我们得到了12V (2A)5V(1A)3.5V(1A)三路电源,而且调试成功。

对于此电路有一个亮点就是,电源系统中有两个开关控制电路,一个是对强电的开关控制,另外一个是对变压器副边整流后电压的开关控制以达到稳压目的,普通的稳压管,如果整流后的电压为16V而稳压管是12V则在负载电流为1A时,稳压管的功率是4W,此时稳压管发烫,而且电能浪费,而对于由UA741控制的初步稳压电路可以实现在负载电流为1A 使稳压功耗不足1W.电路原理图如下:G、对单片机的改进设计在进行实验过程中,由于处理中断较多,我们感觉到51单片机的片内资源不够,增加芯片势必增加电路板的体积。

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