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鱼米芝香
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天才少女JESSICA

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针对目前农业水资源紧缺且农业用水浪费严重的问题,提出了一种节水灌溉自动控制方案。该方案以微控制器为核心器件,采用无线通信的方式,通过远程控制系统实时采集参数,并以此为依据实时调整阀门开合程度,从而达到节水灌溉的目的。该设计具备较好的实用性,有效地实现了节水灌溉。中国农业发展目前面临着两大主要问题:一方面国民经济、生态建设的迅猛发展导致对水资源的需求量越来越大,但是,中国目前的水资源严重不足;另一方面中国农业用水量约占总用水量的80%左右,但有效利用率仅在45%左右,而欧美发达国家一般在70%~80%,这导致中国农业用水浪费现象非常严重[1]。因此,在水资源严重不足的情况下,如何有效解决农业用水短缺问题显得迫在眉睫。方法大致有两种:开发新的水资源,但是,此方法投资大、见效慢,受地理环境影响异常明显;另一种方法是发展节水灌溉。节水灌溉是遵循作物不同生长发育阶段的需求规律而进行的适时灌溉,利用尽可能少的水获得尽可能多的农作物产出的一种灌溉模式[2]。此方法投资相对较小,既有可能实现农业灌溉的自动化,又可能极大提高水资源的利用率。基于此,提出一种节水灌溉自动控制系统设计方案,设计了一个基于单片机的节水灌溉自动控制系统,具有实时显示检测数据和实时上传检测数据的功能,并能根据采集到的有关作物生长的环境参数及所需水量来控制给水的时间和流量。1 系统总体设计方案目前,国外普遍采用大型分布式微机测控技术实现节水灌溉自动控制。该技术方案摆脱了传统的全凭经验灌溉的灌溉模式,为多种技术的融合,根据采集到的土壤参数、温湿度等环境参数来决定灌溉量与灌溉时间。因此,系统分中央控制系统和远程测控系统两部分进行设计,其系统结构图如图1。其中N为远程测控系统的个数[3]。由图1可见,中央控制系统(主站)主要由微控制器与主PC机构成。远程控制系统(子站)主要实现参数的选定与测量、信息数据传输与处理、控制执行机构的动作等功能。系统选择无线通信方式实现主站与子站之间的信息传输,其系统框图如图2[3]。系统主要分为信号采集模块、数据处理模块、数据无线处理模块、控制模块、软件模块这5大功能模块。因此,选择土壤水分、空气的湿度、空气的温度3个参数作为灌溉的因素,测量元件就是测量这3个参数。具体器件选择如下:①空气温湿度测量元件选用CHT-WV02温湿度变送器;②A/D转换器选用ADC0808;③电磁阀选用分布式电磁阀;④无线通信模块选用2FSK解调方式的 PTR8000;⑤核心控制器选用常见的AT89系列单片机;⑥土壤水分测量元件采用TDR3型水分传感器。2 系统硬件设计 主站硬件设计如前所述,主站的功能主要体现如下:通过无线通信方式实现与子站之间的信息传输,即远程控制系统通过相应器件采集土壤水分、温度、湿度等参数后,经过信号调理、模数转换后,通过无线方式传输给主站,主站以此为依据控制阀门水量的大小,也就是确定开关开合的程度。其间,主站中微控制器与主PC机之间采用有线通信方式。 微控制器与PC机的接口电路 微控制器与PC机之间采用常用的RS-232标准进行数据传输,但是,由于RS-232电平标准与单片机TTL逻辑的电平标准不兼容,因此,必须使用电平转换芯片实现二者之间的电平匹配。在本设计中,选用最常用的MAX232芯片来实现电平匹配。TXD与MAX232的T2in相连,经过MAX232转换后,T2out输出的信号进入RXD。同理,TXD与MAX232的R2in相连,经过MAX232转换后,R2out输出的信号进入RXD。如此,便可实现TTL与RS-232之间的逻辑电平转换,使单片机与PC机之间的通信链路接口完成。 无线射频收发接口电路 由于本单片机不具备SPI接口,所以要利用软件模拟SPI接口来实现单片机与PTR8000之间的通信[5]。PTR8000的3个状态输出信号DR、AM、CD分别与单片机的、和管脚相连,以此实现无线模块与单片机的通信控制。其中,AMS1117是低压差三端电压调节器,旨在为PTR8000提供合适的电压。 子站硬件设计子站主要完成对传感器信号的采集及处理并控制电磁阀动作,达到自动灌溉的目的,由控制单片机、A/D转换模块、土壤水分传感器、温湿度变送器和电磁阀组成。 土壤水分检测电路 设计采用运算放大器UA741来实现减法电路,其中VH=WATERH,VL=WATERL,△V=WATER。电路如图5所示。注意在采集数据之前,对于运算放大器UA741一定要调零。 A/D转换接口电路 ADC0808没有内部时钟,所以时钟信号端CLK通过两个D锁存器的分频与单片机的时钟相连。如图6所示,由于ADC0808的转换速度所限制,系统使用2 MHz的晶振,通过两个D锁存器的分频后,ADC0808 CLK端的时钟频率为2 MHz/4=500 kHz。 显示接口电路 显示接口电路如图7所示。其中,四个晶体管的作用是使得共阳极的LED正常工作,在LED每个光二极管前加了一个限流电阻,是避免LED发光二极管因电流太大而烧坏或寿命减少。 辅助控制单元设计 ①电磁阀控制单元。由于单片机的输出电流比较小,不能驱动电磁阀工作,所以需接一晶体管进行电流放大从而驱动电磁阀工作,在继电器两端反并一个二极管的作用是防止继电器因过大的电流烧坏或寿命减少。电磁阀控制电路如图8a所示。②报警电路设计。大部分都是使用蜂鸣器来提示或报警,具体如图8b所示。3 系统软件设计 主站软件设计设计中单片机的主要功能是实现土壤水分、温湿度等参数的实时接收、发射以及数据的串口发送,因此,功能相对较少,在实际设计中只需要合理地初始化外围芯片以及特殊功能寄存器,便可实现数据的实时传输,其主程序流程图如图9所示。此外,在系统设计中,PTR8000为无线收发模块,功能是接收数据并发送数据,其流程图如图10a与10b所示。 系统子站软件设计 数据采集程序设计 数据采集主要是指经传感器采集过来的电压信号,经A/D转换后送到单片机,再通过单片机的软件处理为此电压信号对应的湿度、温度和土壤水分信号,其流程图如图11所示[6]。 数据处理程序设计 数据处理主要是将从A/D采集来的数据经过一定的软件算法处理后,得到与实际情况最相符的数据,即误差最小,其程序流程图如图12所示[6]。 数据显示程序设计 显示数据经过译码器74LS138和驱动74LS47将数据送至LED显示。数据显示子程序主要完成将待显示的数据移出单片机,送至译码器74LS138和驱动器74LS47,其程序流图如图13[7]。4 小结设计通过远程控制实施节水灌溉,实现了实时显示检测数据和实时上传检测数据的功能,并能根据采集到的有关作物生长的环境参数及所需水量来控制给水的时间和流量。通过无线遥控节水灌溉技术可节省人力物力,解决当前水资源短缺却又浪费的紧张局势。主站和子站之间采用无线传输,克服了传统有线传输的地域限制,实现了站点之间的数据传送。此外,通过温湿度和水分传感器采集作物土壤及周围环境的信息,可较全面地体现农作物的需水状况,且节约成本,有效地实现了节水灌溉。更多关于工程/服务/采购类的标书代写制作,提升中标率,您可以点击底部官网客服免费咨询:

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农业高效利用水资源的目标就是农作物高产与高水分利用效率相结合的节水型农业。节水农业的中心问题是提高水分(包括降水和灌溉水)利用效率。我国是农业大国,农业用水量占全国总用量的80%左右,其中90%的种植业用水都需经过土壤水的转化而被植物吸收利用。如何充分利用土壤水分,提高土壤水高效利用的综合农艺措施,已成为当前农业用水可持续发展的紧迫任务。下面介绍节水农业中调节干旱的几项措施:一、减少不必要的降水流失,保住天上水。丘陵山区要大力加强工程措施和耕作技术措施建设,工程措施主要有兴修水平梯田,沟坝,水窖等。耕作技术措施有水平沟种植、垄沟种植、蓄水聚肥种植等。通过深耕或深松,耕深15-20厘米,打破犁底坚硬土层,降低了土壤容量,增加了孔隙度,从而增加了降雨的入渗速度和土体的蓄水容量。少耕免耕对减少风蚀、水蚀、增强土壤蓄水保墒能力,减少地表径流起到良好作用。免耕可使降水流失量减少,土壤流失量减少,土壤含水量增加。二、选择避旱和适应土壤干旱的措施,巧用土壤水。根据不同地区土壤特点,选耐旱优良品种。通过一些耕作措施,减缓干旱时期的旱情如延长蹲苗时间以错过旱情期;在限水灌溉条件下,磷肥集中深施效果最好。有地表水源的地区,限额灌溉,以水防旱。三、防止不必要的蒸发,减少消耗,多用土壤水。防止不必要的水分蒸发可采取覆盖、应用抗旱保水剂等措施。(1)覆盖。有麦糠覆盖、生物覆盖、地膜覆盖、秸秆覆盖、留高茬覆盖、沙石覆盖等几种方式 ,保墒增温效果好。生产实践证明,麦田采用麦糠覆盖蓄水量提高毫米,比对照增产。覆盖栽培具有明显而稳定的聚水、保墒、增温作用,改善土壤理化性状,提高土壤肥力及其有效性,提高作物有效耗水比,抑蒸减耗,节水抗旱,促进早熟和增产等作用。(2)利用抗旱保水剂,延长土壤水分持续供应。抗旱保水剂可直接改善土壤理化性质,明显提高土壤水分含量,在旱作大田上,全生育期土壤水分平均可高出5 个百分点以上,在灌溉地上,可明显可提高土壤抗旱能力,延缓灌水时间,减少灌水1—2次。四、提高土壤现有水分的利用效率,用好土壤水。土壤深层贮水具有较高的稳定性和有效性,它在作物生育期降水不足时,可通过毛管运动或根系的吸收调节水分的供应。采用轮作平衡调水,推广良种,间作套种,铺膜提高地温增加水分的有效性,增加施肥量,合理利用N、P配合,无机肥与有机肥配合提高土壤水的利用,增施P、K肥,“以肥调水,以水调肥”充分利用深层水。

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基于PLC高炉冷却水循环自动化控制系统研究论文编号:ZD265 论文字数:22819,页数:721 绪论 选题意义及课题来源 目前我国经济正处于高速发展阶段,钢材的市场需求也平稳增长,钢铁产品依然呈现供不应求态势,导致价格连续上涨,企业销售收入、利润等指标大幅提高。目前我国钢铁行业的高炉循环水泵房低压冷却水泵系统采用的大部分都是人工控制,这造成了大量的人力物力以及水资源和电能的浪费,这与国家十一五规划的节能降耗相悖甚远。 国内钢铁业在高价格的刺激下加大了对钢铁的投资力度,在建或准备新建高炉数量急剧增加,为此正确、合理选择高炉的冷却水循环系统控制方式对提高我国炼铁工业的节水降耗水平,延长高炉寿命具有重要的指导作用和现实意义,将对我国的钢铁业产生深远影响。 沧州纵横四个高炉建成于60年代,整个高炉系统已经不能满足当前自动化发展的需要,为提高高炉的效率,准备对沧州纵横1#高炉进行重建。本次设计结合沧州纵横1#高炉的实际情况对其冷却水循环泵站自动化系统进行控制设计。目录1 绪论 选题意义及课题来源 国内外现状简介 PLC在高炉中的应用 PLC在泵站系统中的应用 课题意义及论文的主要工作 选题意义 本次设计的主要工作 52 系统工作原理 控制系统要求 控制系统功能要求 设计技术指标 设计原则 系统的保护设计框架 系统控制方案的确定 方案概述 方案确定 系统工作原理 系统整体结构模型 系统组成及框图 系统主要工作流程 123 系统硬件设计 系统硬件总体组成 系统硬件组成 系统机械流体部分组成 系统电气部分组成 泵的选型和设计 系统要求 拟选用的元件 PLC控制部分的的设计 PLC的I/O需求和分配 PLC的选型和主要技术指标 转换部分设计 转换部分方案的确定 单片机PIC18F2480简介 单片机PIC18F2480电路设计 检测部分设计 铂热敏电阻PT-1000 JLS40压力传感器 AD靶式流量开关 三达德KH-32型电流互感器 抗干扰处理、保护设计 系统避雷措施 系统抗电磁干扰措施 系统组要元件 334 系统的软件设计 软件设计概述 控制主程序的梯形图设计 单片机部分C语言设计 445 通信部分设计 系统联网和通信部分框架 系统与上位机通信部分方案设计 516 组态部分设计 组态方案概述 组态设计 窗口设计 变量设计 主要脚本程序 组态仿真 647 结论 本设计完成的主要工作 优化设计可以进行的工作 设计心得 68致 谢 69参 考 文 献 70以上回答来自网页:

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水,是一切生命之源。有了它,才构成了这个蔚蓝的星球;有了它,整个世界才有了生命的气息;有了它,我们的世界才变得生机盎然;有了它,我们才有了秀美的山川,清澈的溪水,湛蓝的海洋……我们才有了一切。 生物需要水、生命离不开水。那么一点儿水,早晚会用光的。况且,生活中人们对水的浪费是那么的肆无忌惮。洗手时,为图一时的方便而在抹肥皂时不关上水龙头;刷牙洗脸时让水哗哗流个不停……这在某些人看来,又是多么的“平常”啊。让我为大家算一笔账吧:一个水龙头每秒钟漏一滴水,一年便是360吨,一个可怕的数字啊!据不完全统计,仅城市坐便器水箱漏水,每年就损失上亿立方米的水,加上各种浪费水源现象的存在,全国每年浪费的水可达100亿立方米以上,汇集起来,是何等波澜壮阔的一条大河啊。这庞大的数字,怎能不令人触目惊心呢? 当今世界正面临着全球性的水危机。据统计,目前全世界已经有80多个国家和地区因缺水威胁到人民的健康和经济发展。我国已经被联合国列为13个最缺水的国家之一。我国人均水量仅占世界平均水量的四分之一。在1668个在建城市中,有近400座城市缺水,100多座严重缺水。在这种情况下,谁有理由不珍惜水、节约水呢?如果再不节约用水,那么世界上最后一滴水将是人的眼泪!我们的子孙后代必将遭受大自然的严厉惩罚! 我们每个人都必须提高节水意识,从点滴做起。 随着生活水平的提高,老百姓家里普遍装上了空调。在使用空调降温的过程中会产生滴水,一晚上使用空调,滴下的水能接一桶,有好几公斤。这些水往往白白浪费了。是否能把空调滴水管引进阳台或家里,把水接到桶里盆里?有空调的家庭以及企事业单位都能采取这个办法,充分利用空调滴水变废为保的话,节约的水将是一个惊人的数字。 由于用水需要交费,现在一般家庭还是比较注意节约用水的。但在一些单位就不是这样了,有的单位水龙头坏了,长时间无人过问,任清水长流。出现这种情况的原因就是很多人认为“公家”的水不用自已花钱买,浪费不浪费与自己无关。对这种现象,一方面要提高干部、职工的公德意识,培养勤俭节约的好习惯;另一方面要通过宣传教育,使人们深刻认识到,水是人类共有的珍贵资源,浪费越来越少的水资源,无异于“慢性自杀。 水是生命之源,缺水甚于贫血。一滴普通的水,滋润着生命的纯真,用虔诚的态度去感恩水,在平凡之中时时拨动节水的音符。让我们用真诚的声音呼吁人们:节约用水,你就塑造了一个生命!节约用水,你就多了一方宝贵的空间!节约用水,我们居住的蓝色星球将仍细水长流,不绝“飞流直下三千尺”的壮丽和“小桥流水人家”的诗情画意! 保护水资源,从你我做起;节约用水,要从身边的小事做起。让我们用心珍爱生命之水,以节水为荣,随手关紧水龙头,千万不让水空流。只要我们时刻有着节水意识,一水多用,让洗菜、淘米、洗衣服、洗手后的水用来浇花、冲厕和擦地板……如果能长期坚持,养成良好的节水习惯,那么,每一个渺小的我,就为节约用水,保护水资源,保护人类的共同家园,做出应有的贡献! 节水并不是一句口号,她更体现在行动上。为了我们共同的家园,我们每一个人都应该也必须有勇气站起来,对大自然做出庄严的承诺——用我们的双手,使地球母亲恢复青春容颜,用我们的行动,来感动大自然这个人类的上帝。但承诺自然并不仅仅是承诺,更应以行动来实现我们的承诺。 珍惜水就是珍爱生命。有了每个人对水的珍惜,才可能有人类社会的生生不息;有了每个人对生命的珍爱,人类才可能有幸福美好的家园。 愿每个人都成为滋养人类文明的一滴水。

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