本文關(guān)鍵詞：基于紅外測距技術(shù)的稻田水位傳感器研究

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【摘要】：隨著時代的發(fā)展和人類生活水平的提高,我國在農(nóng)業(yè)發(fā)展上也取得了很大的進步。水稻作為基本的農(nóng)作物,是人類生活的主要糧食來源,是現(xiàn)如今人類生活中不可缺少的一部分。水稻的各生長期對水分需求有所不同,通過分析水稻生長的環(huán)境需求,進行了基于紅外測距技術(shù)的稻田水位傳感器研究,并通過無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞綄崿F(xiàn)了稻田水位的實時監(jiān)測。在系統(tǒng)構(gòu)建過程中,主要解決了紅外測距受光照的影響,以及對數(shù)據(jù)進行實時采集、無線傳輸?shù)墓δ堋檗r(nóng)戶提供方便快捷的管理方式,節(jié)約了成本與時間,提高了農(nóng)戶工作效率。本文介紹了紅外測距的工作原理,利用紅外測距對不同介質(zhì)的反射面高度進行距離檢測,研究其測距特性。結(jié)合畢業(yè)設(shè)計所要達到的目的,搭建實驗平臺,創(chuàng)建實驗環(huán)境,用大量的實驗說明其測距特性,應(yīng)用范圍。同時對傳感器的輸出電壓特性進行光補償處理,通過最小二乘曲線擬合法,對距離數(shù)據(jù)進行不同階次的非線性擬合,并對其進行優(yōu)化比較,最后得到一個光補償?shù)木嚯x測量模型,克服傳感器的非線性,提高測量精度。本設(shè)計采用GP2Y0A02紅外傳感器作為距離測量傳感器,STC89C52單片機作為處理器,SIM900A作為通訊模塊。首先通過對各系統(tǒng)的需求分析,完成功能設(shè)計。其次根據(jù)各系統(tǒng)功能對稻田光照環(huán)境監(jiān)測和水位監(jiān)測,對本設(shè)計功能的實現(xiàn)進行模塊化設(shè)計。以STC89C52單片機作為中央處理模塊的核心部件,實現(xiàn)對傳感器采集數(shù)據(jù)的處理和無線傳輸。SIM900A作為通訊模塊,通過對短信指令的接收解析與編譯發(fā)送實現(xiàn)對稻田的遠程監(jiān)控。I2C總線接收光照傳感器數(shù)據(jù),紅外傳感器對水位進行檢測并通過通訊模塊進行數(shù)據(jù)的無線傳輸,實現(xiàn)對稻田水位的實時采集。本設(shè)計經(jīng)過系統(tǒng)試驗,結(jié)構(gòu)簡單可靠、體積小、測量精度高、穩(wěn)定性高、方便使用。
【關(guān)鍵詞】：紅外測距 非線性校正 曲線擬合 GPRS
【學位授予單位】：黑龍江八一農(nóng)墾大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：S511;S126
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第一章 緒論7-15
• 1.1 研究目的及意義7-8
• 1.2 國內(nèi)外現(xiàn)狀8-13
• 1.2.1 紅外測距技術(shù)國內(nèi)外研究動態(tài)和趨勢8-10
• 1.2.2 GPRS無線傳輸國內(nèi)外研究動態(tài)和趨勢10-13
• 1.3 研究的主要內(nèi)容13
• 1.4 研究方法13-15
• 第二章 稻田紅外測距系統(tǒng)設(shè)計15-33
• 2.1 稻田水位保證的必要性15-16
• 2.2 紅外測距的工作原理16
• 2.3 紅外測距系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)16-17
• 2.4 數(shù)據(jù)處理模塊設(shè)計17-18
• 2.4.1 數(shù)據(jù)處理模塊功能17
• 2.4.2 微控制器的選型17
• 2.4.3 芯片工作特性17-18
• 2.5 數(shù)據(jù)采集模塊設(shè)計18-25
• 2.5.1 采集功能模塊介紹18
• 2.5.2 通訊協(xié)議18-20
• 2.5.3 傳感器的型號選擇20-25
• 2.6 無線傳輸模塊設(shè)計25-32
• 2.6.1 通訊模塊型號選擇25-26
• 2.6.2 通訊模塊電路設(shè)計26-28
• 2.6.3 通訊協(xié)議28-32
• 2.7 本章小結(jié)32-33
• 第三章 GP2Y0A02測距特性實驗33-43
• 3.1 實驗環(huán)境構(gòu)建33-35
• 3.1.1 基本的實驗用具33
• 3.1.2 安裝裝置33-34
• 3.1.3 測量裝置34-35
• 3.2 實驗內(nèi)容35-42
• 3.2.1 不同顏色反射面的影響研究35-39
• 3.2.2 鏡面反射和漫反射的對比實驗39-40
• 3.2.3 環(huán)境光照強度對紅外測距的影響40-42
• 3.3 本章小結(jié)42-43
• 第四章 基于光補償?shù)哪Ｐ徒?/span>43-51
• 4.1 多光照強度建模及補償43-45
• 4.2 曲線的擬合優(yōu)度檢驗45-46
• 4.3 模型驗證46-49
• 4.5 本章小結(jié)49-51
• 第五章 結(jié)論與展望51-53
• 5.1 結(jié)論51
• 5.2 展望51-53
• 參考文獻53-57
• 致謝57-58
• 個人簡歷58

【參考文獻】

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本文編號：518453