土壤参数测试仪毕业设计

2023年2月12日 by 没有评论

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1、本科生毕业论文(设计) 题 目: 土壤参数测试仪 摘 要土壤参数测试仪摘 要 在农业生产中,农作物的生长环境至关重要,为了提高产量,对土壤的某些参数进行测量,以便对农作物环境得到控制。传感器能将各种物理量、化学量和生物量等信号转变为电信号,使得人们可以利用计算机实现自动测量、信息处理和自动控制。本文对土壤温湿度及酸碱度的测量进行了系统的设计。它的主要组成部分有:单片机、温湿度传感器、pH值采集处理电路,模数转换,显示和数据存储。可以实时的显示土壤温湿度及酸碱度。关键词 单片机;土壤;pH电极Tester of the soil parameters Abstract In agricultur

7、ERLINK l _Toc27065 参考文献27 HYPERLINK l _Toc25305 致 谢28 HYPERLINK l _Toc6415 附 件29第一章 绪 论1.1 引言随着“信息时代”的到来,传感器技术得到了显著的进步,其应用领域越来越广泛,对其要求越来越高,需求越来越迫切。传感器技术已成为衡量一个国家科学技术发展水平的重要标志之一。因此,了解并掌握各类传感器的基本结构、工作原理及特性是非常重要的。20世纪末,我们的生活环境和工作环境有越来越多称之为单片机的小电脑在为我们服务,单片机在工业控制,尖端武器,通信设备,信息处理,家用电器等各测控领域的应用中独占鳌头。时下,家用电器

8、和办公设备的智能化,遥控化,模糊控制化已成为世界潮流,而这些高性能无一不是靠单片机来实现的,同时在使用单片机的前提下我们也还要用到A/D数模转换。随着人们生活水平的不断提高,单片机控制无疑是人们追求的目标之一,它所给人带来的方便也是不可否定的。本设计所介绍的土壤参数测试仪,具有读数方便,测量范围广,测量准确,其输出采用数字液晶屏显示。由于传感器能将各种物理量、化学量和生物量等信号转变为电信号,使得人们可以利用计算机实现自动测量、信息处理和自动控制。传感器主要用于测量和控制系统,它的性能好坏直接影响系统的性能。因此,不仅必须掌握各类传感器的结构、原理及其性能指标,还必须懂得传感器经过适当的接口电

9、路调整才能满足信号的处理、显示和控制的要求,而且只有通过对传感器应用实例的原理和智能传感器实例的分析了解,才能将传感器和信息通信和信息处理结合起来,适应传感器的生产、研制、开发和应用。数据采集是获取信息的主要手段,数据采集技术是信息科学的主要组成部分,它是以传感器技术、信号检测与处理、电子电路学、计算机控制技术等方面技术为基础而形成的一个综合应用技术学科,目前各种各样的数据采集系统已得到广泛应用,新型数据采集系统仍不断涌现。并且随着科学技术的发展,尤其是计算机技术的发展与普及,数据采集技术将有更为广阔的发展前景。温度和湿度的测量和控制是许多行业的重要工作目标之一,不论是粮食仓库、中药材仓库,还

10、是图书保存,都需要有规定的温度和湿度,然而温度和湿度却是最不易保障的指标,针对这一情况,研制可靠且实用的温度和湿度检测与控制系统就显得非常重要。随着社会的发展,对粮食的需求量越来越大。1.2 设计研究背景及意义随着微型计算机和传感器技术的迅速发展,自动检测领域发生了巨大变化。美国、日本的智能监测设施近20年来发展很快,他们结合本国条件做出了具有创新特色的成就,其中环境调控技术均有较高水平。我国近年引进了多达16个国家和地区的环境控制系统,对吸收国外先进经验、推动仓库温度湿度自动检测产生了积极的作用,但多因能耗过大,造价高,品种未能配套,未能达到很好的效果。温湿度控制仪的发展相当迅速,近几十年内

11、,由于电子行业的迅速发展和集成电路和高集成电路的产生,控制仪走向微型化、多功能化。在计算机广泛应用的今天,数据采集的在多个领域有着十分重要的应用。在工业、工程、生产车间等部门,尤其是在对信息实时性能要求较高或者恶劣的数据采集环境中更突出其应用的必要性。例如:在工业生产和科学技术研究的各行业中,常常利用PC或工控机对各种数据进行采集。这其中有很多地方需要对各种数据进行采集,如液位、温度、压力、频率等。温湿度传感器在工农业生产、气象、环保、医学等领域得到越来越广泛的应用。温湿度测试仪目前普遍采用集温湿度传感器于一体的SHT11芯片为主要芯片的仪器。本设计系统采用集温湿度传感器与A/D转换器为一体的

12、SHT11芯片,通过单片机处理进行显示,实现的温湿度测量就是基于此芯片,通过LCD显示所测量的温湿度值。对农作物而言,土壤的参数对粮食的产量影响很大,比如,土壤温湿度过高或过低会使粮食产量下降,酸碱度也是一个很大的因素,都可能使农业导致无法估计的经济损失。为提高作物的产量,要加强土壤参数的监测工作,诸如土壤温湿度和酸碱度的检测,以便进一步进行操作。因此我们需要一种造价低廉、使用方便且测量准确的土壤参数测量仪。本文的组织结构是:第一章绪论部分主要介绍了论文的设计背景,阐述了设计的目的与意义。介绍了温湿度对人们生活、生产、工作的影响,温湿度测量的应用和发展,以及温湿度测量仪的核心器件温度传感器的发

13、展前景。土壤酸碱度的测量的基本方法。第二章对设计任务和设计要求进行了概述,从而更加明确设计的流程。本设计以AT89C51单片机为核心来对土壤温湿度和酸碱度进行实时巡检。各检测单元能独立完成各自功能,同时能根据主控机的指令对温湿度酸碱度进行实时采集。并将采集来的信息通过液晶屏显示,清晰的呈现出来。第三章主要介绍了实现本系统的方案,经比较论证选择出更加适合本系统设计任务与要求的方案,各支路控制系统各模块的设计和软件的设计。方案比较和论证,介绍了温湿度传感器、控制芯片、输出显示设备的方案比较和选择。第四章介绍了本系统的总体方案设计,包括硬件设计和软件设计,其中主要介绍了硬件部分各个模块的设计方法。介

14、绍了软件编程的主流程图。第五章利用Proteus软件对系统进行了测试仿真,并对仿真实验结果进行了分析。最后一章对本文所做的工作进行全面总结,并指出了工作中的不足。第二章 设计任务2.1 任务本设计的任务是:设计并制作一个土壤参数测试仪。该系统主要分为温湿度,酸碱度数据的采集,经过模数转换电路,送单片机进行数据处理,最后LCD显示,并且具有数据存储功能。本设计核心部件为AT89C51,温度信号的采集及处理部分由SHT11完成,进入单片机后经处理后通过LCD1604显示温湿度值,pH信号是显示采用的液晶屏为57点阵,一行可显示16字,四行1。软件部分,开机后,所有器件初始化,温湿度传感器SHT11

15、开始进行温湿度测量和计算,酸碱度的测量是用对pH敏感的器件,由于采集到的信号很微弱,先要经过放大处理,接着模数转换,传输给单片机进行分析、处理和控制显示。2.2 要求设计本系统,最终要达到的目的是,能快速简单的测定土壤的温度、湿度,酸碱。

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