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70000字论文范文基于单片机理论的害虫高温测控系统设计分析

论文类型:论文范文
论文字数:70000字
论点:杀虫,害虫,系统
论文概述:

全文详细介绍了系统的总体构成,各个功能模块的设计以及实现,同时完成了人际交互界面的设计。整套系统主要由PC机和单片机两个核心部分组成,充分综合了PC机和单片机的优点。

论文正文:

第一章导言

1.1研究的目的和意义
近年来,随着经济全球化的发展,国际贸易往来日益频繁。随着商品贸易的发展,各种害虫,尤其是生命力强的害虫,也从一个国家传播到另一个国家。随着中国改革开放的深入,国际贸易发展迅速,出口量逐年增加。然而,为了保持其在国际贸易中的竞争力,出口企业必须在生产过程中对产品进行严格的杀菌和杀虫,以满足国外对进口产品的要求。尤其是一些容易寄生害虫的农产品,如蔬菜、瓜果等。,对这些农产品来说,在清关前完成消毒和除虫工作尤为重要。
有许多杀死昆虫的方法。常用的杀菌和杀虫方法包括化学处理和物理处理。熏蒸和杀虫常用于化学处理方法,而热处理、辐射处理和冷冻处理常用于物理处理方法。在化学处理方法中,传统的熏蒸杀虫方法是利用熏蒸剂等化学物质在密闭场所杀灭害虫、病菌或其他有害生物的技术措施。这种方法虽然杀虫效果好,但会给环境带来污染,熏蒸后的产品可能带有残留农药,特别是一些食用产品中有化学残留物,会给人们的健康带来很大危害。
在物理处理方法中,热处理杀虫方法主要采用射频方法对害虫进行热处理,通过高温破坏害虫体内的细胞组织,最终杀死害虫;辐射治疗主要是将害虫置于放射性环境中,并利用辐射(如钴60-γ射线)使它们死亡或直接不育。冷冻处理主要通过长期低温降低害虫体内酶的活性,并终止正常的代谢活动,直至它们死亡。物理杀虫法通常具有无毒、适用范围广、无化学污染等优点。它比化学杀虫法在实践中应用更广泛。物理杀虫法与其他方法相比,热处理杀虫法具有对产品质量影响小、无辐射、便于实际操作等优点,逐渐受到人们的关注。
进行热处理杀虫时,必须快速有效地杀灭产品中的害虫,并且在整个处理过程中不严重影响产品质量。为了实现这一目标,有必要了解寄生在农产品中的害虫的热特性,以便在100%杀虫率、最小能耗和对农产品质量影响最小的前提下获得最佳加热速度、保温温度和所需时间。因此,有必要开发一种实验装置来研究农业害虫的耐热性。本文旨在设计一套农业害虫耐热性测试系统。该系统的主要功能是模拟热处理环境,实现害虫的稳定快速热处理。该系统应具有良好的人机交互界面。通过设置不同的加热速率、保温温度和保温时间,可以获得最佳的热处理和杀虫方案。所得数据将为热处理杀虫技术提供有价值的参考。

1.2温度测控技术的发展与现状
害虫耐热性测试系统主要用于农业害虫的稳定快速热处理。温度检测和温度控制知识主要用于系统设计。因此,了解温度测控技术的发展状况对于合理的系统设计非常重要。以下分别是相关内容的详细介绍。
1.2.1温度测量技术
温度与人类生活、工农业生产、科学实验和其他活动密切相关。在实践中,人们发现物体的一些物理量会随着温度的变化而变化(例如体积、弹性模量、电导率、热电势、光辐射等)。)然后利用物体的一些特性来制造温度计。在实践中,根据其工作模式可分为接触式温度测量和非接触式温度测量。
1.2.1.1接触温度测量(Contact Temperature Measurement)接触温度测量的特点是温度传感元件与被测物体接触,两者通过传导或对流充分热交换,传感器的测量值代表最终达到热平衡时被测物体的温度。这种测量方法需要使温度传感元件与测量对象或介质充分接触,并在热平衡状态下测量温度,因此获得的测量结果真实可靠。然而,接触式温度测量也有一些明显的缺点,主要包括以下几个方面:
1)由于温度测量过程中温度传感元件需要与被测物体充分接触,接触点的温度场分布将受到影响;
2)当感温元件与被测物体接触不良时,会影响测温速度和测量结果的准确性;
3)难以测量腐蚀性介质、高温介质、热容量小的物体和运动物体的温度。

1.3研究内容和技术路线...................17-19
1.3.1研究内容...................17-18
1.3.2技术路线...................18-19
第二章系统总体规划设计...................19-23 [/BR/] 2.1系统控制要求和总体结构...................19-21
2.2系统工作流程...................21[/溴/] 2.3温度控制方案...................21-22
2.4本章概述...................22-23
第三章系统硬件设计...................23-44
3.1加热装置的设计...................23-27 [/BR/] 3.2硬件电路设计...................27-42 [/BR/] 3.2.1温度检测模块...................28-30[/溴/] 3.2.2a/日转换零件...................30-32
3.2.3自动电压调节器单片机控制模块...................32-33
3.2.4输入/输出模块...................33-35
3.2.5温度控制模块...................35-36 [/BR/] 3.2.6过热保护...................36[/溴/] 3.2.7电源部分36-41[/溴/] 3.2.8印刷电路板制造41[/溴/] 3.2.9硬件封装41-42[/溴/] 3.3本章总结...................42-44
第4章系统软件设计...................44-58
4.1低级计算机编程...................44-48
4.2电脑软件设计...................48-56 [/BR/] 4.2.1数据处理子程序...................48-49[/溴/] 4.2.2温度输出子程序...................49-51
4.2.3 PID控制子程序...................51-52 [/BR/] 4.2.4加热速度控制子程序...................52-53
4.2.5...................53 [/BR/]带死区温度控制子程序4.2.6上位机串行通信子程序...................53-55 [/BR/] 4.2.7人机界面设计...................55-56
4.2.8系统软件制造...................56 [/BR/] 4.3本章总结56-58
第五章系统调试和改进...................58-66
5.1系统软硬件联合调试...................58
5.2温度传感器校准...................58-59
5.3加热速度的校正测定...................59-60[/溴/] 5.4控制参数...................60-62 [/BR/] 5.5系统功能验证...................62-65
5.6本章概述...................65-66

摘要

本文详细介绍了系统的总体组成、各功能模块的设计与实现,以及人际互动界面的设计。整个系统主要由PC机和单片机两个核心部分组成,充分融合了PC机和单片机的优势。AVR单片机具有集成度高、控制功能强、系统结构简单的优点,但存储容量小、数据处理能力相对较弱,不能在短时间内完成数据分析。另一方面,PC机可以充分利用其在数据处理和图像显示方面的优势。它不仅可以通过软件控制单片机,还可以存储、处理、显示和分析串口接收的数据。
设计了农业害虫耐热性测试系统的总体结构,并提出了具体的控制要求。在此基础上,阐明了系统的工作过程,并制定了详细的温度控制方案。
系统硬件主要由加热装置和硬件电路组成。加热装置主要由上铝板、下铝板、密封板、加热板、保温材料、温度传感器、外壳等部件组成。首先,设计和制造系统的上下加热铝板。然后选择铂电阻温度传感器Pt100作为温度传感器,Atmega16单片机作为微控制器,整个硬件电路的电源由LM317、Ref5050等稳压芯片设计,信号调理电路由桥式电路和放大器INA114设计,模数转换电路基于模数转换器TLC2543设计。通过三极管和固态继电器设计温控电路,最终设计制造农业害虫耐热性测试系统的加热板和硬件电路。