棚室多功能作业机控制系统的设计与研究

摘要

在北方，由于四季变化明显，蔬菜生产的季节性和居民对蔬菜需求的经常性产生了矛盾。为了解决这一问题，使得百姓无论在严寒或者炎热季节均能享用到新鲜蔬菜，目前全国各地大规模的采用日光温室和塑料大棚种植蔬菜、花卉和苗木等。
　　大规模的蔬菜大棚开发不仅可以大大增强防涝抗旱的能力，而且其单位面积的产量比普通露底的产量高出1～2倍，纯收入提高2～4倍。既保证了蔬菜供应的及时性，同时也提高了经济效益和社会效益。但是，目前大棚内大部分作业仍为原始的手工劳动，菜农劳动强度大，工作环境恶劣，人工费用高，造成投资费用过高，生产效率降低，作业质量差，众多因素严重影响了蔬菜生产的快速发展，所以，研制出一种新型的棚室多功能作业机迫在眉睫。
　　本文提出了一种新型棚室多功能作业机控制系统的设计方法，主要从硬件设计和软件设计两个方面进行了详细阐述。该控制系统以STC89C52单片机为控制核心，硬件电路由无线收发模块、电机驱动模块、LED显示器模块、独立按键模块、继电器模块和电源模块电路等组成，其中电机驱动模块采用L298N芯片，无线收发模块采用nRF905射频芯片进行数据传输，实现了STC89C52单片机与收发芯片、驱动模块相互之间的通信;该系统软件部分基于MCS-51系列单片机的keil软件采用C语言编写了nRF905收发器数据的发送程序和接收程序、电机模块的驱动程序等，并基于proteus软件仿真验证了硬件电路模块和软件控制程序的正确性;最后，以实际作业机为例对控制系统进行了试验测试，结果表明:该控制系统具有可扩展性强、结构灵活和成本低等特点，能可靠传输各种指令，从而精确控制机具的正常运转。在今后的深入研究中有望通过更换机具的工作部件实现播种、耕地、开沟、施肥和喷药等多项功能，以满足棚室作业机多功能的作业要求。

目录

声明

摘要

第1章 前言

1．1 研究意义

1．2 国内外棚室作业的研究现状

1．3 本课题研究方案

1．4 本课题创新点

1．5 本章小结

第2章 作业机控制系统总体设计方案

2．1 棚室多功能作业机的技术要求

2．2 总体设计方案

2．3 本章小结

第3章 作业机控制系统的硬件设计

3．1 单片机STC89C52的选用

3．2 无线收发模块电路设计

3．3 监测模块设计

3．4 电机驱动模块电路设计

3．5 继电器模块电路设计

3．6 电源模块电路设计

3．7 独立按键模块

3．8 LED显示模块

3．9 系统硬件总电路图

3．10 本章小结

第4章 作业机控制系统的软件设计

4．1 C语言

4．2 keil软件的介绍

4．3 控制系统软件结构

4．4 无线收发模块程序设计

4．5 系统仿真验证

4．6 本章小结

第5章 控制系统测试

5．1 硬件调试

5．2 作业机测试

5．3 本章小结

第6章 结论和展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

致谢

作者简介