智能化微灌均匀度测试系统的研究

论文摘要

微灌均匀度系数是衡量微灌系统灌水均匀度的重要指标,也是微灌系统设计的一项重要参数。影响均匀度的原因有压力水头的偏差,滴头的制造精度,温度的差异,滴头的间距,不良水质引起的堵塞和系统维修情况等。然而灌水器的安装和堵塞可以通过后期设置来改善,所以在目前设计中影响流量的主要因素是水力学变化和制造质量的偏差。本课题就是对厂家生产的灌水器进行实际测试,从而得出均匀度水平。所做课题内容主要分为以下四个方面:首先,根据试验要求设计出微灌均匀度测试平台;其次,设计了以SOC单片机C8051F040作为核心的嵌入式系统。系统分为测控和显示两部分,可以实现信号采集、数据处理、数据显示、键盘控制等功能。详细介绍了硬件电路设计和软件程序设计,并针对系统的硬件和软件方面介绍了一些工程上实用的抗干扰措施;再次,设计了系统上、下位机之间的通讯。上位机通讯软件采用功能强大的面向对象的高级程序设计语言Visual Basic进行编写,利用MSComm控件实现串行通讯功能;最后,通过设计好的系统对厂家生产的微灌喷头进行测试试验,并得出结论。在论文的结束部分对课题进行了总结,介绍了本文完成的主要工作,说明了本文的主要特点和意义,同时,指出了系统设计的不足和改进思路,为今后课题的进一步深入研究做准备。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 1 前言
• 1.1 课题背景
• 1.2 微灌自动化技术国内外发展现状
• 1.3 微灌均匀度测试技术国内外现状
• 1.4 本课题研究的主要内容
• 2 微灌测试平台的设计
• 2.1 微灌系统压力采集装置的设计
• 2.2 微灌系统出水时间测试装置的设计
• 2.3 微灌系统积水切换装置的设计
• 3 测试系统的总体设计
• 3.1 系统的方案及功能
• 3.2 主要器件的选取
• 3.2.1 单片机的选取
• 3.2.2 压力传感器的选取
• 3.2.3 液晶显示器选取
• 3.3 软件语言的选取
• 4 测试系统的硬件设计
• 4.1 单片机时钟电路
• 4.2 单片机复位电路
• 4.3 电源转换电路
• 4.4 压力采集电路
• 4.5 液晶显示电路
• 4.6 出水时间采集电路
• 4.7 串行通信电路
• 4.7.1 RS-232C 标准的信号线
• 4.7.2 RS-232C 电气特征
• 4.7.3 RS-232C 接口电路
• 4.8 硬件抗干扰设计
• 5 测试系统的软件设计
• 5.1 软件设计思路
• 5.2 初始化子程序
• 5.3 压力数据采集子程序
• 5.4 数据显示子程序
• 5.5 按键扫描执行模块程序
• 5.6 软件抗干扰设计
• 6 串口通信软件设计
• 6.1 下位机通信软件设计
• 6.2 上位机通信软件设计
• 6.2.1 MSComm 控件介绍
• 6.2.2 MSComm 控件的操作模式
• 6.2.3 MSComm 控件属性
• 6.2.4 MSComm 控件串口编程
• 6.3 通信抗干扰设计
• 7 测试系统的设计及运行结果
• 7.1 实验方法步骤
• 7.2 实验数据处理
• 8 结论与展望
• 8.1 结论
• 8.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表论文
• 附录