资源描述：
《基于单片机PWM变量农药喷洒控制系统的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、2011年5月农机化研究第5期基于单片机PWM变量农药喷洒控制系统的研究1,21111刘大印,王秀,毛益进,马伟,邓巍(1.国家农业信息化工程技术研究中心,北京100097;2.太原理工大学信息工程学院,太原030024)摘要:针对目前农药变量喷洒技术缺乏的情况,开发了一种农药变量喷洒的控制系统。以往的农药变量喷洒控制系统大部分是利用读取流量传感器的值,然后通过调节拖拉机速度或者水压来控制喷头流量大小,进而达到在喷洒过程中单位面积的量相等。而本套控制系统是通过试验将PWM和速度通过
2、公式整合起来,然后通过霍尔传感器来采集拖拉机速度来自动调节PWM的值,保证了单位面积内喷洒量的相同,从而达到变量喷洒、均匀喷洒的效果。关键词:农药喷洒;单片机;霍尔传感器;电磁阀喷头;PWM+中图分类号:TP273.5文献标识码:A文章编号:1003-188X(2011)05-0099-05实时通过AVR单片机内部集成的AD采集水压传感0引言器的值,确保在拖拉机运行过程中实际水压和输入单目前,我国的农药喷洒技术大多数落后于西方发片机内部的压力值一致。整个系统的运行框图,如图达国家,在农药的精准变量喷洒上更是如此,这样很1所示。容易造成
3、农业喷洒的不均衡与浪费。为了解决这方面问题,设计了一套控制系统,此控制系统可以通过键盘输入喷洒的面积、水压和总的喷洒量,然后通过单片机采集拖拉机速度,采集到的速度在单片机内运算(单片机内部运算公式已经在实验室中获得),计算出当前速度下合适的PWM值,即合适的流量值。单片机经历了几十年的发展,在控制方面仍具有明显的优势,通过PWM输出控制电磁阀喷头,从而达到整体控制农药变量喷洒的目的。1PWM变量控制系统设计1.1工作原理系统运行开始后,首先有一个100m速度的校准图1主控制系统框图功能,用户输入校准的脉冲数为后面的速度作为参1.2硬件电路资源
4、考,然后用户通过键盘依次输入喷洒农药的总面积、主控芯片采用ATMEL公司的ATMEGA16单片机水压和总的喷药量,单片机会把输入的数据读进去,处理芯片,它具有控制简单、价格低廉的优点,完全可然后通过霍尔传感器实时采集拖拉机行驶速度;通过以有效控制相应的外围电路,并且内部含有硬件乘法对速度的读取来定时地进行单片机内部运算,得到一器,为内部进行二次开方提供了良好的资源,有利于个合适的PWM值(流量值);输出的PWM信号经过单片机快速运算。同时,AVR内部集成了PWM信号放大后驱动电磁阀,进行大田喷药。同时,单片机会的输出功能,通过编程很方便地输出PWM信
5、号通过信号放大驱动12V电磁阀喷头;集成了内部10位收稿日期:2010-08-02AD,方便对压力传感器数据的采集处理。基金项目:国家863计划项目(2010AA10A301)作者简介:刘大印(1985-),男,河南邓州人,硕士研究生,(E-mail)1.3硬件电路模块dayin135@126.com。1.3.1PWM信号放大电路通讯作者:王秀(1965-),男,河北万全人,研究员,博士生导师,(E-mail)xiuwang@263.net。单片机引脚输出的PWM信号输出电流比较小,992011年5月农机化研究
6、第5期并且电压值为5V,满足不了对电磁阀的控制,为此需当外加的磁感应强度超过动作点Bop时,传感器输要对PWM信号进行相应的处理,通过集电极开路的出低电平,当磁感应强度降到动作点Bop以下时,传感方法来控制电磁阀喷头的工作。本控制系统采用输器输出电平不变,一直要降到释放点Brp时,传感器才出的PWM信号通过光耦元件P521输出到TIP122芯由低电平跃变为高电平。Bop与Brp之间的滞后使开关片上,完成对电磁阀的驱动。电路图如图2所示。动作更为可靠。本控制系统采用的是PTP500压力传感器,量程:0~150(MPa);
7、输出信号:0~5V,1~5V,0~10V(三线制);供电电压:24DCV(9~36DCV);环境温度:常温(-20~85),完全适合我们喷药时药箱需要的压力。1.3.3显示模块为了更好地实现功能,显示部分采用MSR12864R液晶显示器,它采用ST7920液晶控制驱动器,ST7920内置128*64-12汉字图形点阵的液晶显示控制模块,用于显示汉字以及图形。该模块提供并行和串行两种连接微处理器的方式,由外部引脚PSB来选择,当PSB写1时选择并行,写0时选择串行方式。本控制系统选择并行方式进行液晶的数据命令传输,图4是MSR12864液晶与单片机
8、的连接图。图2电磁阀驱动电路图1.3.2数据实时采集模块数据采集模块主要有两个方面,一是采集霍尔传感器发
