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农田灌溉一体化智能控制装置的研究

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第一章 绪 论

1.1 课题的研究目的与意义

1.2 研究现状及发展前景

1.3 本课题研究的主要内容

第二章 系统的总体设计

2.1 系统的基本结构

2.2 系统的性能指标

2.3 电能计量原理

2.4 RFID技术原理

2.5 无功补偿原理

2.6 异步电机软起动原理

2.7 本章小结

第三章 控制器的硬件设计

3.1 主控芯片PIC16F1946

3.2 电能计量模块的设计

3.3 射频读写模块的设计

3.4 低压无功补偿模块的设计

3.5 异步电动机软起动模块的设计

3.6 电源模块的设计

3.7 通讯模块的设计

3.8 人机接口模块的设计

3.9 本章小结

第四章 控制器的软件设计

4.1 开发环境的建立

4.2 系统的软件结构

4.3 主程序设计

4.4 电能计量子程序

4.5 射频读写子程序

4.6 低压无功补偿控制子程序

4.7 异步电动机软起动子程序

4.8 键盘子程序

4.9 本章小结

第五章 系统实验结果与分析

5.1 系统硬件实物

5.2 电参数校正及测试结果

5.3 射频模块功能测试

5.4 带载补偿测试

5.5 整机运行结果测试与分析

第六章 全文总结与展望

致谢

参考文献

攻读硕士期间参加的课题与发表的论文

附录

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摘要

随着新农村建设的推进,农田灌溉用电用水量越来越多,如何更好的节约水资源、电能源,对于构建节约型社会具有重要的意义。当前农田灌溉领域存在水电费计量不准、拖欠及人为浪费现象,灌溉使用的异步电动机功率因数较低,长时间使用,无功损耗较大,传统的异步电动机直接起动会造成电网压降,全压频繁起动也会缩短电动机和水泵的使用寿命。
  针对农田灌溉中存在的问题,本文在国内率先设计了一种以PIC单片机为核心,集电能计量、射频读写、无功补偿、异步电动机软起动于一体的农田灌溉一体化智能控制装置。文章对控制装置的研究内容包括:
  (1)阐述了当前国内外在农田灌溉一体化方向的现状及发展前景,制定了系统总体的设计方案,研究确定了系统的基本结构和性能指标,着重介绍了系统涉及到的关键技术。
  (2)系统硬件方面,给出了计量、射频读写、补偿控制、软起动、电源、显示等功能模块详细的硬件电路,并介绍了其工作原理;软件设计方面,采用模块化程序设计,并对主程序、各模块子程序及控制策略等内容进行了介绍,给出了相应的程序流程。
  (3)在淄博贝林电子有限公司测试室对设计的控制装置进行了测试。测试内容包括电能计量模块的软件校正、射频读写模块对S50卡的读写测试、电能计量、电机带载无功补偿、整机测试。测试结果表明控制装置达到了设计要求的技术指标。
  (4)根据测试结果,对系统的软硬件设计做出了总结与展望。

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