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1、东北农业大学学士学位论文 学号：A07060355播种机测种测肥装置的设计学生姓名：刘佳男指导教师：欧阳斌林所在院系：工程学院电气工程系所学专业：农业电气化与自动化研究方向：地方电力系统自动化东 北 农 业 大 学中国哈尔滨2011年5月B.A. Degree Dissertation Northeast Agricultural University No. A07060355The design of measuring seeds and fertilizerof the seederStudent: Liu JiananSupervisor: OuYang BinlinDepartme
2、nt: College of EngineeringElectrical EngineeringSpecialty: Agricultural Electrization and AutomatizationDirection: Local Power System AutomationNortheast Agricultural UniversityHarbinChinaMay,2011摘要本设计主要解决的问题是精确播种机播种数量及土壤测肥，准确的控制播种速度，和控制土壤肥度，使之达到预定的要求。本设计制作了一种智播种数量测控系统。该系统采用PC机作为主机，以AT89C51单片机作为智能节点
3、控制器，构成一个分布式的主从局域控制网。本系统采用精度比较高的红外线光电传感器实现对播种数量的测量，用永磁电机拖动、控制播种数量，实现播种数量的自动调节，使播种变得更加方便和精确。 经实践证明，该系统测量误差小，性能稳定，结构合理，适合在实际应用中推广。关键词：数量检测；自动调节；播种监控；串行通信；红外线光电传感器。AbstractThe problem that main solution of this design is accurate to monitor the drops speed, and, on time the drop of accurate adjustment p
4、oint is flat-out, and make it attain the pre-arranged request, be liquid height in the bottle to attain 2 3 cm, can immediately report to the police, remind the medical personnel change the medicine or pull out the pinhead in the time.This design manufactured an intelligent speed control system for
5、transfusion. The equipment use PC by way of host computer, AT89C51 micro-controller by way of node controller, composes a distributed local control network. The system could detect the drops and the location of liquid through the transfer line with accurate infrared optic-electric detects. Control t
6、he height of bottle with an synchronous electromotor, realization transfusion speed automatic adjustment, made transfusion become more convenient and safety.It was measured by fulfillment proof that the error margin of the system is small, function stability, the construction is reasonable, suit at
7、physically applied inside expansion.Keyword: Speed measuring, Automatic adjustment, Transfusion control, Serial communication, infrared optic-electric detects technique. 目录摘 要IAbstractII1前言1 1.1研究的目的和意义11.2国内外播种机及其测种测肥研究动态11.3设计研究的主要内容2 1.4设计研究的预期效果22系统设计32.1总体设计32.1.1系统框图32.1.2模块说明32.2 各模块设计原理42.2.
8、1光电传感器及整形电路4 2.2.2报警电路52.2.3键盘控制与显示5 2.2.4 RS-232C72.2.5 80C51单片机的引脚功能8 3软件设计113.1上位机软件113.2下位机软件114播种排种器134.1排种器的技术要求13 4.2测种传感器13 4.2.1工作原理14 4.2.2控制装置硬件设计14 4.2.3数据输入部分144.2.4单片机最小应用系统154.2.5电机控制模块154.2.6人机接口模块15 4.2.7试验仪器与方法15 4.2.8试验结果16 5理论计算与分析17 5.1施密特触发器17 5.2单片机计算种子数量的方法175.3排肥器的要求176调试196
9、.1硬件调试19 6.2软件调试196.3软硬件连调196.4测试仪器19 6.5误差来源分析19 6.6液晶屏显示程序197 种（肥）箱的设计23 7.1种子、肥箱的要求23 7.1.1种子、肥料箱容量计算237.1.2种子、肥料箱结构特点24 8 总结25 8.1硬件设计中遇到的问题258.2本设计的结论25参考文献27 致谢28 1 前言1.1研究的目的和意义我国是农业大国，一直以来，广泛的农业机械化就成为我国的一大问题，播种机是农业生产过程中六大关键作业环节之一，播种机械化是农业机械化过程中最为复杂也最为艰巨的工作。播种机械面对的播种方式、作物种类、品种变化繁多，这就需要播种机械有较强
10、的适应性和满足不同植物要求的工作性能。必须在较短的播种农时内，根据农业技术要求，将种子播到田地里去，使作物获得良好的发育生长条件。播种质量的好坏，将直接影响到作物的出苗、苗全和苗壮，因而对产量的影响很大。由于精密播种可以保证种子在田间最合理分布，播种量精确，株距均匀，播深一致，为种子的生长发育创造最佳条件，可以大量节省种子，减少田间间苗用工，保证作物稳产高产。因此，现代农业对精密播种机的技术要求越来越迫切。测土配方施肥是以土壤测试和肥料田间试验为基础，根据作物需肥规律、土壤供肥性能和肥料效应，在合理施用有机肥料的基础上，提出氮、磷、钾及中、微量元素等肥料的施用数量、施肥时期和施用方法。测种则是
11、为了精确播种数量。其重要意义主要体现在：（1）是促进农业增产，农民增收的重要措施,。（2）是提高农产品品质，增强农业竞争力的重要环节；（3）是发展循环经济，建设节约型社会的重要内容；（4）是减少肥料污染、培肥地力，提高农业综合生产能力的根本措施。1.2国内外播种机及其测种测肥研究动态现在国内外播种机的发展现状 ：我国的播种机以传统的谷物条播机为主，与小型拖拉机配套的播种机及畜力播种机目前仍占主导地位。全国有500家左右的企业生产播种机，其中只有10家生产与大中型拖拉机配套的播种机，与小拖配套的播种机和畜力播种机的产量已占到全国播种机产量的90%以上。近几年，我国的联合作业播种机发展也较快，其机
12、具主要有播种一拖肥联合作业机、耕作播种联合作业机、松土施肥覆膜穴播联合作业机和施水播种联合作业机等，目前又发展了铺膜播种联合作业机。另外，精少量播种机具推广势头强劲，小麦精少量播种机和中耕作物精密播种机推广应用迅速。测肥要根据使用对象的特点，采集不同区域的土样，测定土壤氮，磷，钾有机质含量和酸碱度。对中微量元素（钙，鎂，硫，铁，锰，铜，锌，硼）的有效态含量，可根据植物状态选择性测定并可根据需要测量的土壤的物理，化学性质。综合分析结果和植物状态。1.3设计研究的主要内容本设计的控制系统以STC单片机为核心芯片，并通过测种传感器与测肥传感器采集信号，输送到STC单片机进行数字信号处理，统计数据，通
13、过LED显示屏实时反馈给工作人员播种。1.4设计研究的预期效果（1）设定播种数量范围为510（粒/坑）；（2）控制丢失率范围为设定值3%；（3）实现上位机设定速度及报警的控制； 2 系统设计2.1 总体设计2.1.1系统框图红外传感器放大整形STC89C51单片机液晶显示RS232CC主机报警装置图2-1-1 系统结构图2.1.2模块说明1） 传感器模块：光电传感器接受测种信号，将其转化为电压信号，经过电压比较器转化为标准TTL电平，当种箱中的种子降到警戒值时，单片机控制发出报警。2) RS232：是串口通讯接口,可以利用它实现与主机的通讯。3） STC80C51：（1）4k字节程序储存器ROM，增强型52为8k字节 （2）128字节数据储存器RAM，256字节 （3）4个8位的输入输出端口（I/O） （4）2个16位定时（或计数）器（T/C）3个 （5）5个中断源6个 （6）串行通信接口 （7）64K外部程序扩展空间 （8）64K外部数据扩展空间 （9）位处理和位寻址 4）永磁电机：利用单片机控制永磁电机的启停，正反转进而控制点滴速率。5) 主机：主机通过通信模块MAX232转换器与RS-232C 总
