基于远程控制的耕地土壤相关参数监测系统研究【说明书论文开题报告外文翻译】
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毕 业 设 计（论 文）任 务 书1本毕业设计（论文）课题应达到的目的：耕地土壤其实国内外已经做过很多的研究，此次我这篇论文是打算从基础入手，通过 plc 对耕地土壤的一些相关参数进行监测，并通过小型局域网络或家庭网络进行传输显示，目的是为了让农产业更加的智能化，便捷化，在实施监控化管理后，能稳定、快速、有效的对土地进行相应的整改，达到适合作物或者待作物高效生长或发芽的的要求，本次课题的研究成功，有助于我国农业现代化，智能化发展。 2本毕业设计（论文）课题任务的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等）：1.耕地土壤相关参数监测系统是指对耕地土壤的一个只能监测系统，对预先设置好的一些要求监测的参数进行实时监测，并进行即时的显示，从而达到农业生产智能化，互联化，简易化的一种装置。根据题目要求，耕地土壤参数监测的功能主要有两个方面:一是对耕地土壤的一些重要相关参数进行监测判断，二是能够对采集到的参数进行传输显示，当土壤相关监测参数发生改变时，也需要能够即时的显示。 2.要求掌握单片机的硬件结构，各种模块的选型及其使用方法，并且能够熟练的对设计方案进行编程调试。课题内容有：(1)研究国内外耕地土壤的研究现状及发展史，理解本课题研究的意义和目的；(2)设计出耕地土壤相关参数监测系统，包括详细的硬件设备配置，系统连接，程序调试等详细步骤。 3.系统的硬件电路和软件程序，包括详细的硬件设备配置，系统连接，程序调试等详细步骤。 4完成符合金陵科技学院毕业论文规范的系统技术文档，包括各类技术资料，电路图纸，程序等。 5.有实际的硬件展示，并能够通电运行；子系统要与整个系统能够配合运行。 6.完成各项工作任务，参加最后的毕业设计答辩。 毕 业 设 计（论 文）任 务 书3对本毕业设计（论文）课题成果的要求包括图表、实物等硬件要求： 学生应在阐明实验研究目的的基础上，从制定实验方案开始，独立完成一个完整的实验。应取得足够的实验数据，并对其进行分析和相应的处理，给出必要的实验结果(曲线、图表等)得出实验结论，按期完成符合金陵科技学院论文规范的毕业设计说明书（毕业论文） ，能详细说明设计步骤和思路。 如需实物，需要能演示清楚，符合论文研究的对象，能充分体现研究的目的和意义。 4主要参考文献： 1 罗锡文,臧英,周志艳.精细农业中农情信息采集技术的研究进展J.农业工程学报,2006,22(1):167-173. 2 王凤花,张淑娟.精细农业田间信息采集关键技术的研究进展J.农业机械学报,2008,39(5):112-121. 3 中国农业科学院土壤肥料研究所.国际平衡施肥学术讨论会论文集c.北京：农业出版社，1989.317-324. 4南京农业大学，土壤变化分析M.北京：农业出版社。1988.33-74,213-218. 5张进秋等，可编程控制器原理及应用实例 M.北京：机械工业出版社，2004. 6钟肇新，彭侃.可编程序控制器原理及应用 M.华南理工大学出版社，2001. 7史国生.电气控制与可编程控制器技术 M.北京: 化学工业出版社，2003. 8吴晓君，杨向明.电气控制与可编程控制器应用 M.北京: 中国建材工业出版社，2004. 9何书森、何华斌.实用数字电路原理与设计速成 M.福州：福建科学技术出版社，2000.6 10ISA Transactions, In Press, Corrected Proof, Available online 3 December 2010 Ramazan Bayindir, Yucel Cetince 毕 业 设 计（论 文）任 务 书5本毕业设计（论文）课题工作进度计划：2015.11.04-2015.11.28 在毕业设计管理系统里选题 2015.11.29-2015.12.16 与指导教师共同确定毕业设计课题 2015.12.17-2016.01.10 查阅指导教师下发的任务书，准备开题报告 2016.02.25-2016.03.09 提交开题报告、外文参考资料及译文、论文大纲 2016.03.09-2016.04.28 进行毕业设计（论文） ，填写中期检查表，提交论文草稿 2016.04.29-2016.05.09 按照要求完成论文或设计说明书等材料, 提交论文定稿 2016.05.09-2016.05.13 教师评阅学生毕业设计；学生准备毕业设计答辩 2016.05.14-2016.05.21 参加毕业设计答辩，整理各项毕业设计材料并归档 所在专业审查意见：通过 负责人： 2016 年 1 月 12 日 毕 业 设 计（论文） 开 题 报 告 1结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写不少于1000 字左右的文献综述： 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告1结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文 献资料，每人撰写不少于 1000 字的文献综述：随着社会的高速发展，人们对于机械化、电气自动化方面的应用也逐步引入了农业方面，而提到农业也当然就离不开土壤了，本课题研究的即是耕地土壤相关参数的检测，以便更快的加快现代农业的高速发展，更好的对土地实施自动化管理，研究主要基于的设备也是电气中研究比较广泛的单片机，也以便于以后加深在这方面的研究，合理利用单片机及其他设备对土壤进行相关监测。一、单片机控制的基本概念单片机控制是靠程序的，并且是可以修改。通过不同的程序实现不同的功能，尤其是特殊的独特的一些功能，这是别的器件需要费很大力气才能做到的，有些则是花大力气也很难做到的。一个不是很复杂的功能要是用美国 50 年代开发的 74系列，或者 60 年代的 CD4000 系列这些纯硬件来搞定的话，电路一定是一块大PCB 板！但是如果要是用美国 70 年代成功投放市场的系列单片机，结果就会有天壤之别！只因为单片机的通过你编写的程序可以实现高智能，高效率，以及高可靠性！AT89C51 是一种带 4K 字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能CMOS8 位微处理器，俗称单片机。该器件采用 ATMEL 高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的 MCS-51 指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能 8 位 CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL 的 AT89C51 是一种高效微控制器，为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。二、AT89C51 各个管脚说明VCC：供电电压。 GND：接地。P0 口： P0 口为一个 8 位漏级开路双向 I/O 口，每脚可吸收 8TTL 门电流。当 P1 口的管脚第一次写 1 时，被定义为高阻输入。P0 能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在 FIASH 编程时， P0 口作为原码输入口，当FIASH 进行校验时，P0 输出原码，此时 P0 外部必须被拉高。P1 口：P1 口是一个内部提供上拉电阻的 8 位双向 I/O 口，P1 口缓冲器能接收输出 4TTL 门电流。P2 口：P2 口为一个内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口，P2 口缓冲器可接收，输出4 个 TTL 门电流，当 P2 口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。P3 口：P3 口管脚是 8 个带内部上拉电阻的双向 I/O 口，可接收输出 4 个 TTL 门电流。P3 口也可作为 AT89C51 的一些特殊功能口，如下表所示：口管脚 备选功能P3.0 RXD（串行输入口）P3.1 TXD（串行输出口）P3.2 /INT0（外部中断 0）P3.3 /INT1（外部中断 1）P3.4 T0（记时器 0 外部输入）P3.5 T1（记时器 1 外部输入）P3.6 /WR（外部数据存储器写选通）P3.7 /RD（外部数据存储器读选通）P3 口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。三、单片机的发展特点自单片机出现至今，单片机技术已走过了近 20 年的发展路程。纵观 20 年来单片机发 展历程可以看出，单片机技术的发展以微处理器(MPU)技术及超大规模集成电路技术的发 展为先导，以广泛的应用领域拉动，表现出较微处理器更具个性的发展趋势。 单片机长寿命 这里所说的长寿命，一方面指用单片机开发的产品可以稳定可靠地工作 十年、二十年，另一方面是指与微处理器相比的长寿命。随着半导体技术的飞速发展， MPU 更新换代的速度越来越快，以 386、486、586为代表的 MPU，很短的时间内就被淘汰出 局，而传统的单片机如 68HC05、8051 等年龄已有 15 岁，产量仍是上升的。这一方面是由 于其对相应应用领域的适应性，另一方面是由于以该类 CPU 为核心，集成以更多 I/O 功能 模块的新单片机系列层出不穷。可以预见，一些成功上市的相对年轻的 CPU 核心，也会随 着 I/O 功能模块的不断丰富，有着相当长的生存周期。新的 CPU 类型的加盟,使单片机队伍 不断壮大,给用户带来了更多的选择余地。参考文献：1 罗锡文,臧英,周志艳.精细农业中农情信息采集技术的研究进展J.农业工程学报,2006.2 王凤花,张淑娟.精细农业田间信息采集关键技术的研究进展J.农业机械学报,2008.3 中国农业科学院土壤肥料研究所.国际平衡施肥学术讨论会论文集c.北京：农业出版社.4南京农业大学，土壤变化分析M.北京：农业出版社。1988.5张进秋等，可编程控制器原理及应用实例 M.北京：机械工业出版社，2004.6钟肇新，彭侃.可编程序控制器原理及应用 M.华南理工大学出版社，2001.7史国生.电气控制与可编程控制器技术 M.北京: 化学工业出版社，2003. 8吴晓君，杨向明.电气控制与可编程控制器应用 M.北京: 中国建材工业出版社，2004. 9何书森、何华斌.实用数字电路原理与设计速成 M.福州：福建科学技术出版社，2000.6 10高晓蓉.传感器技术M.成都:西安交通大学出版社,2013.211彭军.传感器与检测技术M.北京:高等教育出版社,2006.12王青云. 基于单片机的温度测量系统J 2010，(05).13刘侃 ,张永泰 ,刘洛琨. ARM 程序设计优化策略与技术 J.单片机与嵌入式系统应用, 2004,(04).14 周航慈.单片机应用程序设计技术M.北京：北京航空航大大学出版社，2005.15 范晶彦.传感器与检测技术应用M.北京:机械工业出版社,2005.16 王俊峰,孟令启.现代传感器应用技术M.北京:机械工业出版社,2007.17 宋文绪,杨 帆.自动检测技术M.北京:高等教育出版社,2000.18 江孝国,王婉丽,祁双喜. 高精度 PID 温度控制器J电子与自动化, 2000,(05) .毕 业 设 计（论文） 开 题 报 告 2本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）： 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告2本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：本课题要研究或解决的问题是：1.如何对系统的硬件设备进行选择，如何对硬件电路进行研究规划；2.在一定的基础上，如何进行软件编程及土壤的监测管理；3.在完成上述两个步骤后，还需考虑怎样设计出整体的电路原理图。研究手段（途径）：1.去图书馆查阅相关资料，经过汇总筛选，作为参考资料；2.充分利用网络上的资源，进行相关信息的搜索和查阅；3.以简单社会调查的形式展开对课题的研究；4.理论联系实际，利用学校创新实验室中的设备进行仿真模拟。毕 业 设 计（论文） 开 题 报 告 指导教师意见：1对“文献综述”的评语：文献综述对课题相关的一些资料进行了一些归纳和整理，详细说明了设计步骤和思路，提出了结构完整，合理可靠的技术方案，符合毕业设计的要求。 2对本课题的深度、广度及工作量的意见和对设计（论文）结果的预测：本课题的深度适中、有一定的广度，工作量饱满，通过本课题的锻炼可以提高学生调查研究、中外文献检索与阅读的能力，提高学生 综合运用专业理论、知识分析解决实际问题的能力。 3.是否同意开题： 同意 不同意指导教师： 译文题目： Multi-machine transient modelling of wind farms: An essential approach to the study of fault conditions in the distribution network 多机器的风电场的暂态模型:一个重要的研究方法在配电网故障条件文章历史:2011 年 3 月 1 日收到 2011 年 7 月 28 日修订后的形式收到 2011 年 8 月 7 日接受网上 2011 年 9 月 9 日关键词:风力发电电力系统建模考查模型饱和旋转电机瞬态分析电力系统暂态短路电流.摘要本文报道这项研究进行了评估的动态行为实际风电场在故障条件下的分销网络。目标是获得一个瞬态模型的各种操作条件。本文首先详细模拟风电场之间的分销网络常见的母线和高压输电系统的共同耦合点,所有类型的短路。状态方程网络模型,连同每个风力发电机的电磁暂态模型,配置一个多机器的风电场模型,572 状态变量。仿真结果证明多机器的造型是强制性的,为了解决风电场对对称和不对称短路的贡献。1.介绍风力发电装机容量近几十年来发展迅速。风力发电安装在欧洲(欧盟- 27)在 2010 年底为 84278 MW1。丹麦、德国和西班牙已经高渗透水平,预计他们将会增加以满足欧洲风能协会 230 千瓦的目标为 20202。在西班牙,安装风力发电 20676 兆瓦在 2010 年年底,世界上第二的国家。此外,西班牙准时覆盖 40 - 45%的电能消耗,为 2010 年 11 月,有一个课题 有效安装 21855 兆瓦的风力发电 2011 年底(3、4)。分析风电场的电力系统的影响一直被认为是感兴趣的,由于大量使用感应发电机。它已经观察到这些机器现在差离值 -不同行为从同步机在短期电路的情况下,这会影响他们的暂态稳定5和网络的保护系统6。稳定的概念是定义良好的情况下同步机器但更复杂的异步机通常用于风发电。在这种背景下,有必要开发 accu dict 类型农场对电力系统的动态行为的影响和保护他们免受不稳定风险7,8。在这个订单,欧洲风能协会2再保险最近表示,有必要提高知识-运动交互系统的风力发电厂。同样的,欧洲风能技术平台9建立了几个研究目标对风电场模型凌也促进详细模拟发现,在对称和不对称电网风电场连接点的缺点。这种造型的努力变得越来越重要,因为几个例子10要求风电场项目包括-运动仿真模型之前授予连接许可。这些模型是用于执行动态网格集成评估和评估 fault-ride 通过风力发电场的能力(11 - 13)。此外,他们还可以应用于新的布鲁泰克,系统的设计,控制系统(14、15)和操作策略以提高他们的剥削。在大多数的参考书目,dy -运动行为的分析风电场在故障条件下 accom -plished 从聚合模型7,16-23。在这些作品风电场建模作为一个独特的 re-scaled 风力发电机基于该建模方法一些作者分析的充分性和实用性削减模型7,20。其他作品评价风电场的暂态稳定和周围trical 网络根据加热器故障定位19，21。面对聚合模型,而不是许多作家重击开详细考查的风电场模型来研究其动态行为在电子干扰。由于固有的复杂性的详细模型,比较研究了他们对骨料模型的适用性进行了。显然,聚合模型减少计算时间,但在20他们得出结论,这种加速比的顺序使用的发电机模型,同时,这种力量,dict 聚合模型是不正确的。在24,他们已经表明,聚合模型方法导致最坏的情况,因此,有一些瞬态事件整个风电场在哪里断开当只有一组风力涡轮机应该断开连接。风力发电场的多机器的瞬态模型,对无过错的情况下之前的论文25的主题,一个新的方法来开发风电场的详细仿真模型,周围分布线,负载和 con - nection给出了传输网络。此外,验证通过,以考查模型模型比较26。摘要一般的暂态稳定评估风电场的电气干扰和仿真结果比较与聚合模型。使用详细的模型每一个风力发电机的暂态稳定是解决。分销网络模型不是的戴维南等效简化风电场常见母线,但更详细的建模方法是解决。在这种情况下,它确实考虑了特定的网络拓扑结构和故障定位和 imp - anc 有严格的物理意义。此外主磁通饱和模型评估的重要性。这种方法已经被应用于分析真正的风电场位于“El Perdon”希尔(西班牙)。2.整个风电场建模方法本文提出的数学模型完成25中描述的详细考查模型,从双重的观点。首先,主要的饱和通量纳入每个风力发电机的瞬变电磁模型。其次,对称和不对称故障条件显式地添加到分销网络模型中,选择一个适当的可变状态集,可用于各种操作条件。2.1 风电场的描述其造型的风电场选择径向形状,并放在“El Perdon”希尔瓦拉,西班牙。这个风电场由探讨= 40 鼠笼式感应电机 (SCIM)ABB g39 - 500 500 千瓦的风力发电机和额定电压 690 V,125 千乏电容补偿。经过升压 Ynyn 变压器 690/20000 V,每个感应电机共同 nected 通过地下线一般在 20 kV 母线。还有另一个升压直流发电机的 20/66 kV 变压器连接风力发电厂常见母线配电线路的连接通过两个Ynyn 变形金刚 68 MVA 共同耦合点的 220 千伏。风电场有助于养活两个本地负载在 66 千伏,勾勒出在图 1配电线路参数值,负荷和电容值已经被 IBERDROLA S.A.提供公用事业25。负载共同 nected 住宅分布系统负载,所以 dy -运动模型并没有被认为是感兴趣的,他们被建模为静态的。几个风速条件下研究了形式措施。风被认为是常量或变量根据情况考虑。最初,所有的风力发电机都应该有相同的风速和在更一般的研究中,所有的风力发电机都有不同的风速和变量。当所有发电机变量风速,风速的模拟为每个特定的发电机是基于真实数据注册伊斯忒耳的风电场“Salajones”(西班牙)25。2.2 饱和感应电机电磁模型当主流量感应电机的饱和,其磁化电感- lm -按照没有变化负载曲线和相应的转子和定子电感。因此,饱和影响的时间响应马中国。在这一点上,应该注意的是,饱和瞬态模型需要一个完整的再形成的定子和转子电压方程,如下我们展示。电磁暂态模型的感应马中国在“D-Q-0-d-q-0”静止的参考系,感应自然界中零序方程定子接拍,转子 llr -漏电感 27。因为这些磁损失发生在空中,而不是在机器的核心,他们不受饱和度方程也适用于分析饱和感应的机器。(1)solssoipR)(VroirrpLRv)(然而,饱和定子和转子直接和正交的 D - Q-d-q”方程,来自27,完全新配方,=rqdsQDv rqrDQrmQDQmr DQDr mSmDQsDS pLRnpLpLL nRpRnnrd/(2)rqdsQDiin,p 代表导数算子,是机器的有效匝比,LsD 和 LsQ 是直接和正交组件总定子的自身电感- ls - Lr 是总转子自身电感和穿着,Lrq 直接和正交组件。这些变量之间的关系给出了下一步,(3)misSLnnisSDLmDmQlsSQLnlr1r lrrd1mQlrqLn1（4）机器的磁化电感也可解耦 n 直接和正交组件、LmD 和 LmQ 如下,22msicomdDLL 22cossinmdmQLL（5）被磁化电流的角度 im is ir = n 和 re - spect 的直接序列轴。最后,LDQ 是 cross-satu -定量耦合电感之间的直接和交轴绕组,(6)sinco)(dmDQL,Imi 静态磁化电感 andLdis dy -运动磁化电感计算空载曲线的机器,(7)imid电磁转矩方程不改变由于 satura,效果,但其行为是受到磁化电感的瞬时值和定子和转子电流,从(2)计算,(8)(23e sQrdsDrqmiiPLTP 是 pole-pairs 数量的机器。最后的话,应该强调,在时域中,(2)的形式,(9)DQdqdqDQdqRivti随着时间的推移,矩阵重新改变。因此,饱和度为每个发电机瞬态仿真涉及解决 diDQdq / dtat 每个仿真步骤之前,这可能为此条件仿真平台的选择。2.3 力学模型机械动力学方程描述的 ro - tor 并不改变由于饱和,所以它可以写成一组两个常微分方程:(10)(11)rWerr DTPIdt)(1因此,对所有点机械风总的来说起始瞬态模型描述为一个系统的八个微分非线性方程式。(1),(9)-(11),在状态方程,beingisD,isQ,is0,太少了,硬中断请求优先级别,ir0 电气状态变量,和人力资源、机械状态变量。3 所示:集成分销网络电子干扰的紧凑的矩阵形式图 1 显示了每“El Perdon 风电场等效电路,只有在一个阶段才有反映。Short-cir全脱胶丝可以被放置在第 1 行(61 年 06)或 2 号线(06 b61)。另一个变量,称为故障定位,其值在0200,代表全球电气干扰的位置沿分销网络3.1 整个网络模型的发展鉴于,整体网络模型来自三个子系统的集成:风电场内部网络,直流发电机升压变压器和分销网络。3.1.1 风电场内部网络这个子系统包括从风力涡轮机到风手臂常见母线。在这种情况下,除了generators-模型已经在第二节 -解释说,他们的补偿电容器引入额外的状态变量,dtVCiSKsku（12）当 k = 1,Nand 闪存,假设所有创之间的阻抗 erators 和常见的母线是相等的,记住 PN 银行独立委员会 k1 isu,我们可以写25,cbSucbsutgScb iNRdtiLV)(（13）,Lt g 是每个发电机升压变压器的阻抗,Rsu,路易斯安那州立大学是地下的电阻和电感线。3.1.2 共同的母线风电场如前所述,风电场的变压器连接共同母线(20 kV)的分布网络(66 kV)直流发电机连接。从25的电压 66 千伏的常见母线,dtiMNLiMNRVabcVtgsuabcVsuabcSabc 116 331（14）在(ab)中一个列向量的“a - b - c”组件变量考虑 ,和 MV Miare 变换矩阵的动力学配置。3.1.3 配电网单相接地短路对于无过错的情况25分销网络有三个状态变量,每分析系统的动态响应:政府间气候变化专门委员会,i1 和 il1。关于风电场的行为611112212)()()()( )()( )(VidtLiRi iRidtLii idtLdtRitRiLVtcbF Flll Fl llllpcll FlpcllpctPC（15）射频的相位值,故障电阻和 V66 表示在直流发电机变压器的高压侧电压。此外,每方程的配电系统短路的情况下在第 2 行,也就是说 06 b61(例：1),给出了下一步,(16)0)()( )()(1 )(1211 61212 12t Fllll tcblll Flflpcll FlpcllpcPC iRidtLRidtLRViiidtLRiidtLRdiV在一般的单相接地情况下,故障阻抗 ma -特利克斯将 beRF =诊断接头(RFa),RFb RFc),特别是 RFa = RFb = RFc 对称短路。3.1.4 配电网相间短路当配电网相间短路的影响,故障阻抗符合三角洲拓扑,这意味着相间短路电流之和本质上是零。但是,使用三角星形等效故障阻抗,数学建模这种短路的更简单。考虑到相间短路影响线 2 - 06 b61,每断裂分布方程表示为网,FnllLl tcbll FllllFlpcll FlpclLpcPC ViRidtLRidtR iidtLidtiidttRiV )()( )1()()()( 1211 61 12l1122t (17)，VFn 代表-未知的中性电压故障阻抗等效相间的明星。3.2 紧凑的矩阵形式Eq。(15),取代 Vabc66 用(14)定义的模型周围的网络在 1 号线短路的情况下。他们可以在一个紧凑的矩阵形式表示 12 线性方程组,其未知数的衍生品摘要意思，作为状态变量 i1,如果每个组件”a - b - c 的， 0)3(00 )1(1)()(1 2l222 iVtgSUcbl llll ltpc MNLIIILLILIdtitdiabcFabclp1 abcSVabcivSUabcF FFl clabcilabcpl abclpPCMNRIiRiRi iV31)3(1)(1 2222 1 Iis 3 乘 3 单位矩阵和 0is 3 乘 3 零矩阵对于短路的情况下在第 2 行,分布网络模型(16)和(14) 0)(03)()()( 22112122 2XLXLMNII ILILLILl iVtgsucbl llll lltpc dtitdiabcFabclp1(19) abcFabclabcl SVIVSUl abcFabclabcilabcpl labcpPCiXRiRXiMNIRiii )(313()(1211 122当 ).(),22 LLl关于相间短路的情况下在第 2 行,分销网络方程(17)和(14), 0)(03)()()( 22112122 2XLXLMNII ILILLIl iVtgsucbl llll lltpc dtitdiabcFabclp1 abcFabclabcl SVIVSUl abcFabclabcilabcpl labcpPCiXRiRXiMNIRiii )(313()(1211 122（20）涉及到矩阵 X 是不是独立的,因为他们得到了消除 VF 减法相应阶段的 Eq 的手段。(17),因此,只有两个方程实际上是独立的。另一方面,中性点的电流之和相当于相间故障阻抗明星总是 0,即。iaFibFicF0,所以只有两个独立的故障电流。(21)10X在这一点上,它是方便的强调,对相间故障的情况下,系数矩阵总是奇异。这是解释从两个观点:人,方程涉及矩阵 X 不独立,因为他们得到了 2221 312122 20)(03)()()( XLXLMNII YLIL ILILl iVtgsucbl llll lltPC dtitdiabfcablcp1= (22) abcFabclabcl SViVSUl abcFabclabcllabcpl abcpiRXRiXMNI iiii)(313()(121122当 代表影响开始的价值TFabFdtdtiTTbFabFac YXiii 10,10,)( 3.3 状态空间方程值得指出的是,重新安排方程式。(18),(19)和(22),在 y4.1。相同的风速条件下共享相同的结构,abcSPCabcFclabpXFabclabcp ViiRdtitdiL11目 录摘 要 .IIIABSTRACT .IV第 1 章 绪论 .11.1 课题的研究背景 .11.2 课题的研究意义 .21.3 温湿度检测的发展状况以及存在的问题 .2第 2 章 系统总体方案设计 .42.1 系统总体功能 .42.2 系统控制电路方案设计 .42.3 单片机芯片方案选择 .42.4 显示电路的方案选择 .52.5 时钟部分方案选择 .6第 3 章 监测系统硬件设计 .73.1 监测系统硬件框架 .73.2 硬件的电路设计 .93.2.1ST89C52 单片机 .93.2.2 时钟芯片 DS1302 .123.2.3 显示电路模块 .153.2.4 复位电路模块 .183.2.5 晶振电路模块 .193.2.6 温度模块 .203.2.7 湿度模块 .233.2.8 存储模块 .233.2.9 蜂鸣模块 .24I第 4 章 系统的软件设计 .254.1MODBUS 协议 .254.2 上位机总体设计 .264.3 系统模块设计及系统部署 .30第 5 章 系统测试与实验验证 .315.1PROTEUS 电路仿真特性 .315.2 电路仿真 .335.3RS485 通信 .345.4A/D 转换测试 .355.5 系统的硬件调试 .36第 6 章 总结与展望 .38参考文献 .39附录 .40致谢 .44II耕地土壤相关参数监测系统研究摘 要中国有面积广大的耕地土壤,在这里没有发达的科技水平，有的只是大量闲置的肥沃的土壤。如果充分的这些空闲的土地，培育美丽的花卉、树苗、等各类高价值的农作物，也就能给当地带来相当可观的经济收入。但是特定植物种植对土壤各类参数有着很高的要求。在农植物生长的过程中，土壤的温、湿度扮演着一个很重要的角色，并且不同的农植物，对土壤的温、湿度的要求也是不同的。土壤温、湿度可以影响植物营养成分的吸收和植物的成长速度，同时还影响土壤中各种营养成分的可吸收性。当土壤温、湿度不适宜时，不仅严重影响植物的正常生长，甚至还会引起种植植物的不良成长，由此造成种植农户严重的经济损失。因此，该类农业生产的种植户非常需要一种低成本、体积小、检测方便且检测可靠的土壤温、湿度检测仪，为水分供应等营养参数的供给提供一个强有力的凭据。本 系 统 是 由 以 ST89C52 单 片 机 为 控 制 核 心 ， 设 计 出 的 一 个 土壤温、湿度监测系统， 能 够 设 置 时 间 、 报 警 ， 并 能 检 测 温 、 湿 度 。 系 统 选 用 单 片 机 最 小 系 统应 用 程 序 ,添 加 比 较 程 序 、 时 间 调 整 程 序 和 蜂 鸣 程 序 ， 通 过 时 间 比 较 程 序 触 动 蜂 鸣 器 ，实 现 报 警 功 能 ， 完 成 设 计 所 需 要 的 软 件 环 境 要 求 ， 并 用 仿 真 软 件 进 行 仿 真 来 测 试 程 序的 可 行 性 。关键词：ST89C52 单片机；土壤温湿度；监测系统IIIFarmland soil parameters monitoring system researchABSTRACTThere are area of the farmland soil in China, here have no developed science and technology level, there are only a large number of idle land.If fully the idle land, beautiful flowers, trees, and other kinds of crops, also can bring local fairly good economic income.But certain plants have high demands on the soil of various kinds of parameters.In the process of agricultural plant growth, soil temperature and humidity play a very important role, and different farmers plant, on soil temperature and humidity requirements are also different.Soil temperature and humidity can influence the absorption of nutrients and plant growth, at the same time also affect the effectiveness of the various nutrients in the soil.When soil temperature and humidity is not appropriate, not only has seriously affected the normal growth of plants, even cause plant by cutting, planting farmers caused serious economic loss.Therefore, the class of agricultural production farmers really need a kind of low cost, small volume, convenient also reliable soil temperature and humidity detector, the supply of nutrition parameters such as water supply provides a strong credentials.This system is controlled by ST89C52 microcontroller as core, the design of a soil temperature and humidity monitoring system, to set the time, alarm, and can detect the temperature and humidity.System choose single chip microcomputer minimum system application, add more procedures and time adjustment procedures and buzzer, touches a buzzer by comparing time program, realize the alarm function, complete the needs of software design environment requirements.Using simulation software simulation to test the feasibility of the application.IVKey words: ST89C52 single chip microcomputer;Soil temperature and humidity;The monitoring system0第 1 章 绪论1.1 课题的研究背景温、湿度监测已经被宽泛的使用在农业研讨、气候、食品、化工、环保、医药、电子、实验室等诸多范畴。当前，随着工业管制自动化过程的放慢，它的使用越来越广泛，并且在不停的延伸。在日常的消费生活中，常常有检测环境中的温、湿度的需求，而使用到农业生产范围还要求更加严格。伴随着科技的发达，环境监测在农业方面的应用越来越普及，比如要确定某些幼苗的生长共性与温度、湿度有怎么样的联系等。这些都需要应用温湿度的实时一一记录才能够完成。因此温、湿度监测仪被广泛应用监测土壤、种植园、温室大棚、自动控制等很多监测领域。可以对环境的温、湿度进行监测和改变，以实现数据采集、温湿度调控以及超限报警等各项性能功用。温、湿度的监测与传输控制是工业生产过程中较为广泛的应用之一，随着传感器在生产和生活中的更加普遍的使用。在生产中，温湿度的差异对产品的品质也有非常大的影响。因为温湿度的监测控制不妥，可能使咱们产生无法估计的经济损失。为了保证日常工作的顺利实施，第一个任务就是增强工作车间内温度与湿度的监测工作，但是传统的方法过于拖沓，通过人为进行监测，对不符合温度和湿度要求的库房进行通风、去湿和降温等工作。这种人工测试方法费时费力而且效率低下，且所测量到的温度及湿度的误差大，任意性也很强。目前，在低温情况下(一般指 100以下)，温湿度的监测已经相当成熟了。使用最新型单总线式数字温度传感器完成对温、湿度的测量和控制得到快速的发展。而人们对它测量的要求越来越高，要能为当代人工作、娱乐、学习、生活等各个方面提供更好的更便利的设施就需要从数字单片机技术着手，一切朝着数字化，智能化控制方面去研究。国内外关于温、湿度监测的研讨，从繁琐的模拟量检测到目前的数字智能化检测研究层度越发的成熟，随着科技的提高，如今对于温湿度研究，检测系统往着智能化、简单化、低能耗的方向在发展。在开发过程中，以单片机为首要核心的温、湿度监测设备发展为体积小、操作简易、量程宽泛、性能可靠、测量精确度好等诸多优势在日常生活的各个方面扮演者至关重要的角色。本文设计的是基于单片机 STC89C52 的温、湿度监测的控制系统，主要以广泛应用的 YL-69 及 DB18B20 作为湿度和温度的监测，该仪器具有测量精确度较高、硬件电路简单、并能很好的进行测量显示，可以满足在不同环境下测量温、湿度的特点。另外和控制电路相连接，可以增加加湿电路和除湿电路的控制，使温度和湿度参数保持在预先设置的范围内，却不需要人的直接操作，就能够解决土壤相应的变化。本系统还通过Modbus 协议与上位机相接，可以每隔一段时间进行温度和湿度的数据采集，并上传到上位机进行实时显示，以供查看。11.2 课题的研究意义土壤温、湿度是植物种植生长的根本条件和对作物产量预算的关键参数。同时，它也是气象学、水文学等进行科学研究的重要环境因素和过程参考，获得土壤湿度信息以制定人工干涉调节措施是安全生产的重要保障之一，对于土壤温、湿度的钻研也有着它至关重要的意义。按时、高效地监测土壤墒情显得尤为重要。本文基于 Proteus 的单片机温湿度监控系统对土壤的温湿度进行采集，合理地科学地调节土壤的温度、湿度，并及时进行实时处理，有着重要的现实意义。随着智能监测系统的快速发展，基于单片机的温湿度检测系统将多传感器系统完美的结合在了一起。如何把多传感器集中于一个检测控制系统，综合利用来自多传感器获取的信息，以获得对被测对象的可靠了解和解释，以利于系统做出正确的响应、决策和控制，是智能检测控制系统中需要解决的首要问题。在温湿度要求严格的场合，利用多传感技术可以提高系统的可靠性和精度，亦可以提高系统的时间空间的覆盖范围。1.3 温湿度检测的发展状况以及存在的问题传统的温度和湿度检测系统主要有以下几种：（1）水汽压（e ）：是水汽在大气总压力中的分压力。它代表了空气中水汽的相对含量的大小，单位是：毫巴。（2）相对湿度（rh）：湿空气中实际水汽压 e 与同温度下饱和水汽压 E 的百分比，相对湿度的大小可以直接显示出空气距离饱和的相对程度。空气在相对干燥时，相对湿度为几乎零。相对湿度也就越小，而当时空气越干燥时。相对湿度近似于 100%时，表示空气很潮湿，也越接近于饱和状态。（3）露点（或霜点）温度：指空气在气压和水汽含量都不变化的情况下，冷却到饱和状态时的温度。（4）干湿球温度表：用一对并列安装的、外形状态完全一样的温度表，一支测空气温度，名为干球温度表，另一支包有保持渗透蒸馏水的脱脂纱布，称为湿球温度表。（5）发湿度表（计）：利用脱脂人发（或牛的肠衣）具有空气湿润时伸长，干燥时收缩的特征，制成毛发湿度表或湿度自记仪器，它的测湿精确度较差，毛发湿度表一般在气温低于-10时应用。（6）电阻式湿度片：应用吸湿膜片随湿度变动改动其电阻值的原理，常用的有碳膜湿敏电阻和氯化锂湿度片两种。前者用高分子聚合物和导电材料碳黑，加上粘合剂配成既定比例的一种胶状液体，涂覆到基片上而形成的电阻片；后者是在基片上涂上一层氯化锂酒精溶液，当空气湿度发生改变时，氯化锂溶液浓度随之改变从而也改变了测湿膜片的电阻。（7）薄膜湿敏电容：是以高分子聚合物为介质的电容器，因吸引（或释放）水汽而使电容值发生改变。它制作精良，性能优秀，常在探空仪和遥控测量中使用。2（8）露点仪：能直接测出外部温度的仪器。使一个镜面处在样品湿空气中降温，直到镜面上出现露滴（或冰晶）的时刻，测出镜面的均匀温度，即为露（霜）点温度。它测湿精度高，但也需透光度很高的镜面，以及精确度很高的温控系统支持，以及灵敏度很高的露滴（冰晶）的光学探测系统。使用时必需使吸入样本空气的管道保证洁净，否则管道内的杂物将吸收或着发出水分引起测量的误差。这些都是当前较为流行的温湿度监测设备，本次毕业设计，基于单片机开发出来的一个简单系统，能便捷的测量显示温度、湿度，并加以显示报警，做出响应。3第 2 章 系统总体方案设计2.1 系统总体功能经过充分的考虑和查阅资料后，最后决定采用单片机进行总体设计的基本芯片，使用单片机作为总体应用模块，再加入温、湿度模块，PC 上位机等模块，用以实现本设计所要达到的目的，具体实现的功能如下所示：(1)用单片机来实现；系统能够精确定时，并能实时显示当前的时间（以便实时显示），(2)具备校准功能；通过按键进行初始化，即设定当前的日期及时间、星期；(3)停电停止传输显示，但内置计时不终止；(4)具备超限起闹、警报功能；(5)具有温、湿度测量监测功能；(6) 458 实施通信，
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