滴灌施肥技術在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中扮演著越來越重要的角色，它是一種將施肥和灌溉結(jié)合在一起的先進的灌溉技術，不僅提高了水資源和肥料的利用效率、節(jié)約了資源，同時還保護了環(huán)境。本論文論述的作物滴灌施肥智能控制系統(tǒng)主要由水肥混合閉環(huán)反饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)、灌溉施肥系統(tǒng)、作物生長環(huán)境調(diào)節(jié)系統(tǒng)等3個子系統(tǒng)組成。在控制器的協(xié)調(diào)控制作用下，共同實現(xiàn)系統(tǒng)的功能。該控制系統(tǒng)的核心是單片機，再配以信號輸入模塊、顯示模塊、按鍵模塊、通信模塊、輸出模塊等電路，通過總線接收傳感器的采集信號和開關量信號，輸出控制指令控制執(zhí)行機構(gòu)運行。灌溉的水量控制和施肥控制相互獨立。水量控制由單片機控制水泵的啟停、電磁閥的開關時間實現(xiàn)。施肥控制包括施肥量控制及肥液濃度控制，施肥量控制采用時序控制，施肥控制和水量控制可以根據(jù)需要直接手動或者自動運行。環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的溫度、濕度控制由單片機輸出控制指令，控制調(diào)溫裝置和霧噴器實現(xiàn)。系統(tǒng)采取上下位機的結(jié)構(gòu)，上位機用于監(jiān)控系統(tǒng)運行和存儲、查詢系統(tǒng)信息，下位機用于數(shù)據(jù)信號的采集、處理以及對執(zhí)行機構(gòu)的控制。上下位機之間的通信是RS-485實現(xiàn)的。為了實現(xiàn)較大范圍的作物滴灌控制，系統(tǒng)還采用了ZigBee無線技術。針... 

【文章來源】：青島理工大學山東省

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 滴灌施肥技術簡介
    1.2 課題研究的背景及目的意義
    1.3 國內(nèi)外發(fā)展概況
        1.3.1 國外發(fā)展概況
        1.3.2 國內(nèi)發(fā)展概況
    1.4 課題研究的主要內(nèi)容以及核心工作
第2章 作物滴灌施肥需求分析及總體方案
    2.1 作物滴灌施肥系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)介紹
    2.2 作物滴灌施肥相關系統(tǒng)介紹
        2.2.1 水肥混合閉環(huán)反饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)
        2.2.2 灌溉施肥系統(tǒng)
        2.2.3 作物生長環(huán)境調(diào)節(jié)系統(tǒng)
    2.3 系統(tǒng)需求分析和設計的原則
    2.4 作物滴灌施肥控制系統(tǒng)的整體方案設計
第3章 系統(tǒng)控制器各模塊硬件設計及其實現(xiàn)
    3.1 控制器硬件設計綜述
    3.2 單片機的接口設計
    3.3 系統(tǒng)電源模塊設計及硬件實現(xiàn)
        3.3.1 電源模塊電路
        3.3.2 電源模塊的硬件實現(xiàn)
    3.4 前向通道電路設計及硬件實現(xiàn)
        3.4.1 模擬輸入信號前端處理電路
        3.4.2 模擬輸入模塊化的硬件實現(xiàn)
        3.4.3 數(shù)字輸入信號前端處理電路
        3.4.4 數(shù)字輸入模塊化的硬件實現(xiàn)
    3.5 后向通道電路設計及硬件實現(xiàn)
        3.5.1 光電隔離輸出通道電路
        3.5.2 后向通道驅(qū)動電路
        3.5.3 后向通道干接觸輸出模塊硬件實現(xiàn)
        3.5.4 固態(tài)繼電器的線路連接
        3.5.5 24V 輸出卡的硬件圖
    3.6 報警電路設計
    3.7 按鍵顯示模塊電路設計
第4章 系統(tǒng)通信模塊硬件設計及其實現(xiàn)
    4.1 RS‐485 總線接口設計及硬件實現(xiàn)
        4.1.1 RS‐485 通信接口電路
        4.1.2 RS‐485 總線接口的硬件實現(xiàn)
    4.2 ZigBee 通信技術實現(xiàn)的探討
        4.2.1 ZigBee 通信協(xié)議介紹
        4.2.2 ZigBee 網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)及其特性介紹
        4.2.3 基于 ZigBee 無線網(wǎng)絡的控制系統(tǒng)的研究
        4.2.4 ZigBee 無線通信模塊電路
        4.2.5 終端節(jié)點和協(xié)調(diào)節(jié)點組網(wǎng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸過程
第5章 系統(tǒng)控制器模糊算法的設計
    5.1 系統(tǒng)模糊控制的引入
    5.2 模糊控制實現(xiàn)過程
    5.3 滴灌施肥模糊控制器的設計
        5.3.1 模糊控制器結(jié)構(gòu)確定
        5.3.2 系統(tǒng)輸入量和輸出量的確定
        5.3.3 模糊化過程基本論域、等級個數(shù)、語言變量的選擇
        5.3.4 輸入量和輸出量論域的確定
        5.3.5 語言變量的隸屬度函數(shù)確定
        5.3.6 模糊控制器參數(shù)量化因子的確定
        5.3.7 模糊控制規(guī)則的設計
        5.3.8 模糊推理及輸出解模糊化
        5.3.9 模糊控制器參數(shù)比例因子的確定
        5.3.10 模糊控制查詢表的制作
第6章 作物滴灌施肥智能控制系統(tǒng)軟件的設計
    6.1 控制系統(tǒng)軟件總體設計
    6.2 系統(tǒng)主程序設計
    6.3 手動/自動運行程序設計
        6.3.1 自動運行程序設計
        6.3.2 手動運行程序設計
    6.4 數(shù)據(jù)采集程序設計
    6.5 混合液濃度調(diào)節(jié)和施肥程序設計
    6.6 通信程序設計
    6.7 過濾沖洗程序設計
    6.8 人機交互程序設計
    6.9 報警程序設計
    6.10 模糊控制程序設計
第7章 控制系統(tǒng)的實現(xiàn)以及安裝調(diào)試
    7.1 控制器的硬件實現(xiàn)及介紹
    7.2 控制器的電路連接安裝
    7.3 控制系統(tǒng)的設備測試
        7.3.1 繼電器相關測試
        7.3.2 模擬和數(shù)字輸入硬件卡的測試
    7.4 傳感器的校核
    7.5 控制器性能測試
    7.6 控制器的現(xiàn)場安全技術措施
第8章 總結(jié)
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術論文及科研工作
致謝
附錄


【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3445108