计算机专业毕业设计开题报告.doc

中国网络大学CHINESENETWORKUNIVERSITY本科毕业设计论文院系名称网络学院专业学生姓名稻壳儿学号123456789指导老师XX中国网络大学教务处制20XX年XX月XX日计算机专业毕业设计开题报告1计算机专业毕业设计开题报告一研究的意义精准农业也叫精确农业是在世纪年代为了倡导环境保全型的农业由美国明尼苏达大学的土壤学者的提出通过使用科学技术手段从而让农田内不同单元小区的农业生产的投入为最经济和科学合理的以达到获得经济环境等方面最高的回报目的从而实现农业生产的精准管理的方式这种方式是精准农业技术思想的实质精准农业的技术核心是用信息技术改造传统农业将全球定位系统地理信息系统等高新技术集成起来实现农业可持续发展目标拖拉机是实施精准农业所必须的物质载体它可以与附装的悬挂的或牵引的的农机具一起完成起垄播种施肥喷药等大部分田间作业精准农业的技术体系可以分成两类一是基于技术的精准农业另一类基于传感器技术的精准农业基于技术的精准农业也被称为基于地图的精准农业是以地理信息系统全球卫星定位系统遥感技术和计算机自动控制系统为其主要核心农业信息的重要组成部分是精准农业特点是在土壤的监测和作物信息数据分析使用地理信息系统作为属性数据并与矢量化地图数据一起制成具有实效性和可操作性的田间管理信息系统基于传感器的精准农业可以通过使用传感器及时性的特点测定所需的特性如土壤作物等对这些测得的信息经过快速的数据处理以后就可以直接用于控制变量管理所以这种操作可以不依赖系统的支持同样也不依赖的支持从当前的研究进展得知以技术为基础的精准农业的应用较为普遍主要原因是因为田间实时传感器昂贵精度差另一方面采用定位技术和技术相结合的方法对土壤的取样产量的实时监测遥感土壤地图的绘制等都非常的便利加上统计学作物模拟的多种方法使得以技术为基础的精准农业的应用模式更为普遍2随着劳动生产率的挑高农用拖拉机向大型化方向的发展这种趋势在欧洲和北美表现尤为明显近几年在我国东北地区其发展势头也日益迅猛另外现代农业作业要求作业速度越来越快作业幅宽越来越宽作业质量越来越高其结果就是人们越来越依赖少数几台功率较大的拖拉机并迫切需要能够最大限度的提高这些拖拉机的作业效率这也对驾驶员的操作水平提出了越来越高的要求驾驶员的工作负荷也越来越大在高速宽幅作业机械行进过程要求驾驶员操纵作业机械精确的沿作物行间隙或预定路线行走我国目前的农业生产比较落后普遍存在资源利用率低投入产出率低的的现象现有农业生产主要基于农业原料如化肥等的大量投入条件下获得的由于盲目的施用大量的化肥化肥投入量大每年单位耕地面积化肥投入量高于世界平均水平的倍多嵌入式农机导航及变量施肥控制系统综合运用了嵌入式技术和计算机编程等技术和技术是嵌入式农机导航及变量施肥控制系统的核心技术如何利用相关的技术提高嵌入式农机导航及变量施肥控制系统的整体性能正处于不断的发展与完善中开展针对基于和技术的研究不仅可以提高系统的性能而且还提高系统的可靠性综上所述通过对嵌入式农机导航及变量施肥控制系统的应用研究可以提高对农业机械的控制和驾驶水平保障农业机械作业时可以安全高效的进行不断完善嵌入式农机导航及变量施肥控制系统的研究相当于提高了农业机械的作业效率降低驾驶员的工作量减轻驾驶员的生理和心理上的负担而且众所周知一些农田作业环境非常恶劣如实施农药和化肥的喷洒作业时会对驾驶员身体产生一定的危害嵌入式农机导航及变量施肥控制系统有利于提高劳动生产效率降低驾驶难度提高作业质量将驾驶员从恶劣环境中解放出来因此开展研究嵌入式农机导航及变量施肥控制系统的应用研究是非常有必要的对实现我国农业机械的现代化发展意义非常的重大二国内外研究现状国外研究动态目前世界上对精准农业的实践应用到很多方面例如配方施肥精量播种病虫害防治杂草清除和水分管理都有精准农业的参与在一些发达国家中精准农业已经成为对合理使用农业资源改善生态环境和农业可持续发展的科3学技术基础在发达国家为改善生态环境和农业的可持续发展对农业资源合理的使用在精准农业的研究上已投入大量人力和物力而且还成立了专门的研究机构并且在大学里面设立与精准农业有关的课程体系发展精准农业最早的国家是美国目前美国连接到互联网的农民约为使用直升机进行耕作管理的农场为许多大中型农场都安装了定位系统这些对高新技术的应用在美国成为农业信息化的主要内容同时也打造出美国的精准农业体系在美国在甜菜小麦玉米和大豆等作物的种植上广泛的使用精准农业技术美国和美国研究开发出一套准精准农业机械装备包括大型气力输送试变量施肥播种机联合收获机产量检测系统大型自走式变量喷药机农机作业导航自动驾驶装置在上世纪年代世界许多工程师对农田机械的自动导航进行了研究比较具有代表性的国家主要以美国日本欧洲等发达国家美国的等人试验是以拖拉机为平台将个独立的安装在驾驶仓外产生的定位信息频率是从而达到了以天线载波相位的导航目的定位精度达到了斯坦福大学也同样也以拖拉机为试验平台使用个座位导航仪器由试验结果可以知道在以速度为公里小时的直线行驶中其最大偏差的值为年等人采用对机器视觉融合导航问题进行了研究对种传感器的种不同的组合方式的导航控制进行了相关的试验研究其中包括精度与融合后的导航精度达到在国外田间的变量实施技术发展很迅速由公司生产的产品变量控制器可以根据实际情况独立进行编程工作这样可以达到控制播种和施肥的目的天宝公司生产的田间计算机通过与接收机和导航系统结合自动驾驶仪实现导航成图土壤取样变量控制作业记录等多种功能用于颗粒状肥料的变量施肥机是由俄罗斯的全俄农机化研究所开发研制的为了完成控制排肥量的目的该变量施肥机在排肥口处安装了共振片和电磁铁通过使用振动开关的方式来控制排肥量4丹麦的等人利用和陀螺仪实现拖拉机导航控制基于机器视觉研发了用于绘制杂草分布图的自动行走拖拉机该系统可以检测作物杂草可用于精确农业点喷雾施肥除草等操作定位应用到英国西尔索研究所的智能除草拖拉机上在草地上行驶时根据坐标已经输入值自动启动喷雾器达到喷洒除草剂的目标达到除草的目的具有良好的经济效益荷兰的利用电子地图与组合导航技术实现对拖拉机转向的控制并进行了现场试验结果表明其最大误差混凝土路面试验的最大误差为在最近年来国际精准农业学术研讨会及相关装备和技术产品展览会每年都会举办在重要国际学术会议或专业刊物上已经发表大量的学术报告和研究发现国内研究动态国内专家对精准农业的研究很少西安交通大学的杨为民博士李天石等开发了农业机械机器视觉导航试验系统西北农林科技大学的杨青教授领导的基于与控制的可变灌溉系统研究位于北京小汤山的精准农业试验示范基地是由国家农业信息化工程技术研究中心建立的型变量施肥机和旋耕变量施肥机就是由该研究中心的王秀陈立平孟志军等人研究的该设备主要根据用户设置施肥量或上位控制计算机处方施肥量实时接收位置信号及作业行走速度信号自动调整排肥驱动系统的转速实现实时变量施肥在播前施用种肥和冬小麦返青变量施肥作业的时候可以使用型变量施肥机在牧草的变量施肥作业中也可以使用该施肥机在进行旋耕作业的同时使用旋耕变量施肥机进行实时变量施肥在吉林省榆树市弓棚镇由吉林农业大学建立的玉米精准农业示范基地吉林农业大学的科研人员陈桂芬田云和吉林大学的科研人员张书惠等人共同研制出型玉米变量施肥精密播种机和型精密播种变量施肥机中国农机研究院张小超等人研制出小麦变量施肥播种机该变量施肥控制方案采用液压油缸控制排肥槽轮伸缩长度控制排肥量年黑龙江省友谊农场引进美国公司整套精准农业机械设备进行精准农业技术试验示范取得了阶段性试验效果年黑龙江省大西江农场引进了美国公司整套精准农业机械装备进行试验示范5黑龙江八一农垦大学精准农业技术研究中心研制的型大豆精密播种机播种机为行垄作行距平均为幅宽为上位计算机采用触摸液晶屏工控计算机操作系统采用或者变量施肥软件采用编程完成系统与的通信和上位计算机下位单片机的通信具有数据库管理图形管理和变量控制功能总之根据近年来研究进展情况看我国在精准农业技术的研究方面已经取得了一些成绩但在通过嵌入式农机导航及变量施肥控制系统方面还需要进一步的深入研究三研究的目的精准农业技术是当今现代化大农业的前沿高新技术根据农田空间差异和作物栽培的需求开展农业机械导航控制和变量施肥技术本课题的目的在于使用计算机编程方法控件和嵌入式地理信息系统控件利用和技术研究设计嵌入式农机导航及变量施肥控制系统通过串口接收实时数据和发送控制指令实现对农业机械的导航控制和变量施肥机马达转速的控制达到提高农业机械作业的效率减少肥料浪费节省操作时间减轻农业机械驾驶员的工作强度的目的从而实现降低农业生产的成本提高农业生产的经济效益和生态效益四研究内容本课题研究内容是嵌入式农机导航及变量施肥控制系统主要研究有以下几方面一是技术在导航和定位上的应用研究利用编程语言和控件实现串口接收实时信息的功能解决对数据的截取导航提示的问题二是技术在变量施肥控制上的应用研究利用嵌入式地理信息控件和由串口接收到的信息研发了车载计算机变量施肥控制软件解决了变量施肥作业的变量指令在车载计算机中如何发送给变量控制器变量施肥的处方数据存储和农机在处方图上定位显示的问题三是嵌入式编程技术的研究由于嵌入式农机导航及变量施肥控制系统搭载到车载一体机中必须解决嵌入式硬件设备资源紧张的问题使软件做到对硬件资源消耗低但是功能强大和性能突出的特点6四是对定位导航与变量施肥算法的研究软件的执行效率和稳定性取决于算法的优劣和对算法的优化所以为了更好的完成对嵌入式农机导航及变量施肥控制系统需要对关键算法进行研究包括坐标投影变换的研究直线行走导航算法的研究定位算法的研究和变量施肥算法的研究五提纲摘要第一章绪论研究的意义国内外研究现状国外研究动态国内研究动态研究趋势研究目的和内容研究目的研究内容研究方法本章小结第二章硬件系统的组成设计系统组成的概述接收机车载触控计算机导航光耙及其设计变量施肥控制器及其设计7控制系统方案闭环控制器总体方案变量施肥闭环控制程序流程图本章小结第三章定位导航与变量施肥算法研究坐标投影变换的研究投影系统投影的实现投影反算的实现直线行走导航算法的研究确定导航线农业机械在导航线的位置偏航距离及左右确定定位算法的研究标准卡尔曼滤波模型运动载体的动态定位系统数学模型提高定位精度的改进卡尔曼滤波算法的实现嵌入式地理信息系统及变量施肥算法的研究嵌入式地理信息系统的概念概述基于开发的应用系统8控件在变量施肥中的应用变量施肥算法的研究与设计本章小结第四章软件功能的研究和设计嵌入式系统在农业机械上的应用系统结构的设计数据通讯方式串口通讯在下实现导航功能的研究和设计信息解析导航提示导航光耙测试导航演示作业信息记录查询变量施肥的功能研究和设计变量施肥控制变量控制器参数下传变量控制器参数上传作业信息记录查询农机作业回放软件开发语言和工具的选择本章小结9第五章系统的测试试验系统软件功能测试系统软件测试平台数据测试导航控制测试变量施肥测试导航控制试验试验场地试验方法与结果分析变量施肥控制试验试验基本情况试验结果本章小结第六章结论与展望结论创新点展望六研究方法在这项研究中对全球卫星定位系统的理论地理信息系统的理论嵌入式编程等理论进行了综合运用使用画图软件完成软件功能的流程图和数据库实体分析图使用精准农业软件完成农田电子信息地图对土壤包含营养成分分布的情况进行研究10在研制变量施肥控制器时采用闭环自动控制理论和工程设计的方法在软件工程相关理论的指导下在开发环境下使用编程语言嵌入式数据库嵌入式开发平台进行嵌入式农机导航及变量施肥控制系统软件的开发运用理论分析系统设计和试验实践的方法探索适合我国农机作业导航与变量施肥控制的技术方案七进度安排月日月日论文选题月日月日初步收集毕业论文相关材料填写任务书月日月日进一步熟悉毕业论文资料撰写开题报告月日月日确定并上交开题报告月日月日完成毕业论文初稿上交指导老师月日月日完成论文修改工作月日月日定稿打印装订月日月dabian日论文答辩cankaowenxian八参考文献张晓辉李汝莘法国的精确农业研究及应用现状农机化研究李强李永奎我国农业机械导航技术的发展农机化研究耿向宇基于的变量施肥机控制系统研究上海交通大学丁圣彦精确农业的技术体系与应用研究的发展农业现代化研究11肖志刚么永强等精确农业的现状及发展趋势的研究河北农业大学学报增刊王路国外农机智能化发展现状国外农机王熙李强基于技术的有机田块网络地理信息系统农机化研究潘瑜春赵春江地理信息技术在精准农业中的应用农业工程学报索全义白光哲孙智精确农业下的土壤养分处理技术在施肥中的应用内蒙古农业科技土肥专辑庄卫东和在精准农业中的应用研究北京光明日报出版社朱行正在不断普及美国精确农业粮食与油脂金继运白由路精准农业研究的回顾与展望农业网络信息