水稻浸种催芽温室单片机控制系统的研究

摘要

目前我国大部分农村采用传统的水稻浸种催芽方法，比如蒸汽催芽、催芽机催芽、火炕催芽、电热毯催芽、大堆催芽、简易塑料棚催芽等等，这些传统的方法因对环境条件难以控制，使种子发芽缓慢，出芽参差不齐，还容易发生烧种、烂种的问题，容易给农业生产造成损失，并且使每次水稻浸种催芽数量受到限制，难以满足现代化大规模的农业生产的需求。在这种形势下，如何能设计出一种低成本而又实用的水稻浸种催芽的产品，使之既能缩短水稻浸种催芽的时间，又能提高水稻浸种催芽的质量和增加催芽的数量，是本课题的核心和目的所在。
　　本文分析了影响水稻浸种催芽的主要环境因子即温度因子、湿度因子和氧气因子，指出温湿度是影响这个特殊温室的主要环境因子;根据主要环境因子的要求设计了温室的结构，确定了温室覆盖材料;通过计算温室采暖设计热负荷设计了温室的加热和加湿装置。
　　本论文完成了水稻浸种催芽温室控制系统的设计开发。硬件控制系统以W78E58B单片机为控制核心，SHT11温湿度传感器和PT100铂热电阻传感器为温湿度的检测元件。传感器采集来的信号经过放大、A/D转换送入单片机处理，由单片机对控制系统的各个功能部分发号施令。硬件设计包括电源电路设计、种子内温度测量电路设计、温室内温湿度测量电路设计、单片机与X25045芯片接口电路设计、扩展I/O口电路设计以及键盘电路设计，并进行了水稻浸种催芽温室控制系统的抗干扰设计。控制系统的软件部分采用单片机C语言编写水稻浸种催芽温室控制系统主体程序，给出了程序流程图和水稻浸种催芽温室控制系统的设计思想和操作步骤。论文还对水稻浸种催芽温室控制系统各项功能进行了详细说明，最后给出了水稻浸种催芽温室控制系统功能可靠性测试方法和结果。

目录

摘要

1 绪论

1．1 课题背景

1．2 水稻浸种催芽的国内外研究情况

1．3 温室控制的相关研究情况

1．3．1 国内外温室控制的发展与研究概况

1．3．2 温室控制系统的发展趋势

1．4 课题的研究目的和意义

1．5 课题研究主要内容

2 水稻浸种催芽温室环境因子分析与总体设计

2．1 引言

2．2 影响水稻浸种催芽温室主要的环境因子

2．2．1 温度因子

2．2．2 湿度因子

2．2．3 氧气因子

2．2．4 温湿度因子的综合控制作用

2．3 影响水稻浸种催芽温室温湿度的主要因素

2．3．1 水稻浸种催芽温室的结构

2．3．2 水稻浸种催芽温室的保温

2．3．3 水稻浸种催芽温室的加温系统

2．4 水稻浸种催芽温室温湿度控制系统的总体设计

2．4．1 水稻浸种催芽温室控制系统设计思想

2．4．2 温湿度控制系统预期实现的基本功能

2．5 本章小结

3 水稻浸种催芽温室控制系统硬件设计

3．1 水稻浸种催芽温室控制系统工作原理

3．1．1 单片机选择

3．1．2 控制系统的工作原理

3．2 水稻浸种催芽温室控制系统的硬件设计

3．2．1 电源电路设计

3．2．2 种子内温度测量电路设计

3．2．3 温室内温湿度测量电路设计

3．2．4 单片机与X25045接口电路设计

3．2．5 扩展I／O口电路设计

3．2．6 键盘电路设计

3．3 控制输出电路

3．4 抗干扰措施

3．5 本章小结

4 水稻浸种催芽温室控制系统软件设计

4．1 软件设计的原则

4．2 水稻浸种催芽温室控制系统程序流程图

4．3 水稻浸种催芽控制系统的程序设计

4．3．1 种子内温度测量电路程序设计

4．3．2 温室内温湿度测量电路程序设计

4．3．3 存储电路程序设计

4．3．4 键盘电路程序设计

4．3．5 液晶显示电路程序设计

4．4 控制系统总体程序设计和操作的方法及步骤

4．5 本章小结

5 水稻浸种催芽温室控制系统功能测试

5．1 传感器误差源分析及测试

5．1．1 PT100铂热电阻误差源分析及测试

5．1．2 SHT11温湿度传感器测试

5．2 水稻浸种催芽温室控制器整机可靠性测试

5．2．1 键盘输入功能可靠性测试

5．2．2 液晶显示器功能可靠性测试

5．3 本章小结

结论

参考文献

附录

攻读学位期间发表的学术论文

致谢

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