基于ARM的挤奶机真空脉动检测系统设计

发布时间：2022-11-05 09:13

　　真空脉动系统作为挤奶机的核心,其性能好坏和工作稳定性直接影响到奶牛的挤奶效果与效率,进而会影响到奶牛乳房的健康、奶产量和牧场的经济效益。因此,检测挤奶机真空系统和脉动器的工作情况,对于减少挤奶机故障、提高挤奶机生产效率、降低挤奶机对奶牛健康的影响和提高牧场经济效益具有重要意义。本文研究了一种挤奶机真空脉动检测仪系统,系统基于STM32F103处理器,采用了触摸屏作为人机交互界面,可实现同时检测两路脉动器脉动频率、脉动比率、脉动相位和三路管道真空度变化、测量环境温度变化,显示脉动室压力变化波形、管道真空度变化波形和环境温度变化波形、存储脉动、真空度和环境温度测量数据等功能,并阐述了其硬件和软件的实现。系统的硬件设计,采用了ARM+触摸屏的方案,触摸屏负责人机交互、ARM负责数据处理和分析计算。ARM模块以ST公司的集成Cortex-M3内核的单片机STM32为核心,设计了处理器外围电路、信号采集电路、RS485通信电路和实时时钟电路。此外电源部分设计了5V和24V隔离电路,为系统各部分供电,保证供电可靠性。系统的软件设计分为两部分:触摸屏软件和处理器软件。触摸屏软件部分主要设计图形界面和... 

【文章页数】：64 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题的提出与意义
        1.1.1 我国奶业的发展
        1.1.2 机械挤奶发展现状
        1.1.3 挤奶机检测的意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 挤奶机检测设备国内研究现状
        1.2.2 挤奶机检测设备国外研究现状
    1.3 研究方案
        1.3.1 研究目标
        1.3.2 研究内容
        1.3.3 研究方法
        1.3.4 技术路线
第二章 检测方案与总体设计方案
    2.1 检测方案与设计要求
        2.1.1 检测方案
        2.1.2 设计要求
    2.2 总体设计方案
    2.3 本章小结
第三章 硬件系统设计
    3.1 硬件系统总体结构
    3.2 主机模块设计
        3.2.1 触摸屏的选型及基本特性
        3.2.2 触摸屏的硬件设置
    3.3 信号采集模块设计
        3.3.1 测量模块传感器基本特性
        3.3.2 ARM处理器简介与选型
        3.3.3 处理器核心电路设计
        3.3.4 扩展接口电路
        3.3.5 信号采集电路设计
        3.3.6 通信电路设计
    3.4 电源模块设计
    3.5 本章小结
第四章 软件系统设计
    4.1 软件系统总体结构
    4.2 主机模块软件设计
        4.2.1 主机模块主要功能与开发环境
        4.2.2 图形界面设计
        4.2.3 宏指令设计
    4.3 ARM程序设计
        4.3.1 uCOS简介
        4.3.2 uCOS-III移植
        4.3.3 用户代码设计与工作流程
    4.4 通信指令设计
        4.4.1 Modbus协议简介
        4.4.2 通信指令详解
    4.5 系统标定程序
    4.6 本章小结
第五章 系统参数标定与应用测试
    5.1 参数标定（校准）
    5.2 应用测试
        5.2.1 系统安装
        5.2.2 管道真空度测量测试
        5.2.3 脉动测量测试
    5.3 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
附录
致谢
作者简介
导师评阅表


【参考文献】：
期刊论文
[1]当前奶业发展状况分析及未来展望[J]. 周振峰,杨秀文,张朔望,范云琳,陈兵.  中国奶牛. 2013(17)
[2]我国挤奶设备的应用现状与发展分析[J]. 李源源,许桢子,陈蕾.  农业科技与装备. 2013(09)
[3]挤奶机引起奶牛乳房炎的原因及预防[J]. 蒙旭辉.  兽医导刊. 2013(05)
[4]美、新、荷奶业发展模式及特点研究[J]. 李栋.  世界农业. 2013(05)
[5]我国奶业机械质量状况分析及发展[J]. 李伟.  中国奶牛. 2012(09)
[6]挤奶机引起奶牛乳房炎的主要原因[J]. 陈红林.  养殖与饲料. 2012(02)
[7]挤奶机真空系统测试装置的研究与设计[J]. 陈伟旭,金鹍鹏,马君,张蓓,毕吉福.  农机化研究. 2012(01)
[8]我国挤奶机质量状况分析[J]. 张晓亮,田金明,李伟,王国梁,徐子晟,商稳奇.  中国奶牛. 2011(01)
[9]挤奶机性能检测方法与检测步骤探讨[J]. 闻俊.  中国奶牛. 2010(10)
[10]奶牛数字化精细饲养设备的研究进展[J]. 李法德,宋占华,颜世涛,李秀芝,杜现军.  中国农机化. 2010(03)

硕士论文
[1]挤奶脉动测试仪设计[D]. 吴泽全.吉林大学 2014
[2]中国乳品消费现状及未来发展趋势研究[D]. 程瑞红.东北财经大学 2006
[3]工业级嵌入式以太网络接口的实现[D]. 黄国刚.西北工业大学 2005



本文编号：3702324