[17]。綜合三種語(yǔ)言的特點(diǎn)并結(jié)合本系統(tǒng)應(yīng)用需求，決定選用C51高級(jí)語(yǔ)言來(lái)編寫(xiě)本系統(tǒng)軟件程序。C51高級(jí)語(yǔ)言既有高級(jí)語(yǔ)言的優(yōu)勢(shì)又擁有低級(jí)語(yǔ)言執(zhí)行效率高的優(yōu)點(diǎn)，有利于后續(xù)仿真調(diào)試。4.3系統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境軟件開(kāi)發(fā)選擇的是由KeilSoftware企業(yè)自主推出的Keil5軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)。Keil5編輯器可以支持設(shè)計(jì)者在充分結(jié)合具體要求的前提下進(jìn)行編輯或者是調(diào)整源代碼。另外，設(shè)計(jì)者可以在文件編輯器中直接下載、編譯程序后根據(jù)錯(cuò)誤提示及時(shí)修改代碼，節(jié)約時(shí)間，提高工作效率。如圖4.1為Keil5軟件界面。圖4.1KeilVision5界面4.4系統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)流程模塊的劃分有很大的靈活性，根據(jù)模塊功能的運(yùn)用，將該程序可以分成變量總控制模塊、測(cè)速模塊及顯示模塊等，以下是對(duì)各個(gè)模塊的具體介紹。4.4.1系統(tǒng)總流程圖本系統(tǒng)的主體程序流程圖如圖4.2所示，系統(tǒng)開(kāi)機(jī)后首先進(jìn)行初始化。系統(tǒng)在開(kāi)始啟用后首先對(duì)每個(gè)軟件主體進(jìn)行了初始碼優(yōu)化。初始化這個(gè)過(guò)程主要工作是給每個(gè)變量賦初始化值、啟動(dòng)一個(gè)定時(shí)器、打開(kāi)定時(shí)器和中斷，然后開(kāi)始讀取整個(gè)系統(tǒng)的所有工作狀態(tài)參數(shù)。然后進(jìn)入系統(tǒng)的主循環(huán)，速度傳感器得出無(wú)人飛行器的作業(yè)速度，無(wú)人飛行器的作業(yè)速度作為輸入傳輸給AT89C52，AT89C52接收到信號(hào)后打開(kāi)電磁閥并計(jì)算出目標(biāo)噴施流量，根據(jù)所得數(shù)據(jù)輸出一定頻率PWM信號(hào)占空比，達(dá)到精準(zhǔn)變量噴霧目的。圖4.2變量控制程序流程圖4.4.2測(cè)速模塊測(cè)速模塊用于接收采集無(wú)人機(jī)飛行的速度，并將模擬數(shù)據(jù)傳輸給主控制器，主控器再展開(kāi)相應(yīng)的轉(zhuǎn)換處理。所以對(duì)于測(cè)速模塊，第一步是初始化每個(gè)模塊，并實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地收集速度傳感器發(fā)送的數(shù)據(jù)。在采集過(guò)程中，系統(tǒng)將為提取的每個(gè)幀形成一個(gè)中斷觸發(fā)器，幀數(shù)據(jù)將在中斷程序中讀取，并暫時(shí)存儲(chǔ)在緩沖區(qū)中。速度信號(hào)采集單元負(fù)責(zé)進(jìn)行速度信號(hào)采集與模數(shù)轉(zhuǎn)換，下面分別為各個(gè)信號(hào)采集與處理單元的設(shè)計(jì)過(guò)程介紹。速度采集單元可以按照單片機(jī)執(zhí)行部門(mén)下達(dá)的指令來(lái)進(jìn)行一系列的相關(guān)速度采集操作，包括接受起始信號(hào)和發(fā)送采集到的數(shù)據(jù)兩個(gè)過(guò)程。當(dāng)該模塊接收到單片機(jī)的起始采集信號(hào)后，它們會(huì)通過(guò)固定頻率地針對(duì)速度傳感器輸入的三個(gè)多通道模擬量進(jìn)行實(shí)施AD轉(zhuǎn)換，同時(shí)，結(jié)果暫時(shí)存儲(chǔ)在芯片的實(shí)時(shí)內(nèi)存中。在接收到發(fā)送指令后，分發(fā)到存儲(chǔ)區(qū)域的數(shù)據(jù)將被發(fā)送和處理，測(cè)速模塊的程序可參考圖4.4。其中A/D轉(zhuǎn)換程序如圖4.3圖4.3A/D轉(zhuǎn)換程序圖4.4速度采集程序流程圖4.4.3顯示模塊為了有效地對(duì)試驗(yàn)時(shí)的各種控制量信息進(jìn)行觀察分析和數(shù)據(jù)分析，要利用液晶顯示屏實(shí)現(xiàn)，將所需要的信息進(jìn)行顯示、保存。液晶顯示主要目的就是為了給現(xiàn)場(chǎng)的工作人員提供一個(gè)人機(jī)交互的界面，使現(xiàn)場(chǎng)的工作人員都能夠更清楚地看到系統(tǒng)正常工作的情況，并按所產(chǎn)生的不同工作情況自動(dòng)調(diào)整其他相關(guān)的工作，使得變量式噴藥系統(tǒng)能夠達(dá)到其工作的最優(yōu)狀態(tài)。液晶顯示程序執(zhí)行的第一步要初始化液晶屏，再通過(guò)設(shè)定其功能，則當(dāng)接收到數(shù)據(jù)后，顯示屏里會(huì)被寫(xiě)入接收到的數(shù)據(jù)并顯示，如圖4.4為顯示模塊程序流程圖。圖4.5顯示程序流程圖液晶顯示程序如下圖組4.6：圖4.6液晶顯示程序4.4.4無(wú)線(xiàn)模塊單片機(jī)通過(guò)SPI對(duì)NRF24L01進(jìn)行配置，首先要進(jìn)行初始化，本系統(tǒng)要利用將數(shù)據(jù)發(fā)送到液晶模塊LCD，即設(shè)置為發(fā)送模式并配置自動(dòng)應(yīng)答通道使能，則要配置NRF24L01的發(fā)送程序，發(fā)送程序如下：4.5本章小結(jié)本章對(duì)系統(tǒng)軟件展開(kāi)合理設(shè)計(jì)，結(jié)合系統(tǒng)功能需求利用Keil軟件編寫(xiě)程序使各個(gè)模塊之間建立起聯(lián)系，完成了噴霧裝置實(shí)時(shí)采集、轉(zhuǎn)換并控制執(zhí)行模塊的目標(biāo)。第5章系統(tǒng)的調(diào)試仿真5.1概述前面章節(jié)已經(jīng)完成了系統(tǒng)的硬件和軟件初步設(shè)計(jì)，而本章就要將兩者結(jié)合起來(lái)，仿真出整個(gè)系統(tǒng)，測(cè)試系統(tǒng)整體性能，主要通過(guò)proteus軟件仿真完成對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的軟件調(diào)試，使其能夠到達(dá)目的功能和要求。5.2程序調(diào)試在KeilμVision5環(huán)境下，根據(jù)第五章軟件設(shè)計(jì)完成程序編寫(xiě)，依次點(diǎn)擊編譯、下載和運(yùn)行按鈕，出現(xiàn)如圖所示，表示程序沒(méi)有錯(cuò)誤可以執(zhí)行。圖5.1Keil編譯正常5.3電路調(diào)試?yán)胮roteus完成電路圖繪制并運(yùn)行檢查電路是否有錯(cuò)誤，如圖所示該電路可以連通。圖5.2proteus運(yùn)行正常5.4聯(lián)調(diào)在proteus中進(jìn)行模擬仿真，用滑動(dòng)變阻器分別模擬速度傳感器，壓力傳感器和流量傳感器，變阻器的阻值即傳感器實(shí)時(shí)采集到的信息，通過(guò)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的阻值模擬仿真?zhèn)鞲衅鞑杉男畔ⅰＵ{(diào)試過(guò)程如圖所示。圖5.3生成.hex文件雙擊芯片添加hex文件到芯片，再次點(diǎn)擊proteus運(yùn)行按鈕，此時(shí)KeilVision5中的程序已燒錄到本模擬系統(tǒng)中。圖5.4添加.hex文件到單片機(jī)圖5.5選中.hex文件通過(guò)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器確認(rèn)系統(tǒng)電機(jī)，電磁閥正?？刂?，顯示屏實(shí)時(shí)顯示，系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)果如圖5.6所示。圖5.6系統(tǒng)運(yùn)行5.5本章小結(jié)本章主要完成系統(tǒng)軟件和硬件的組合，將軟件程序下載到硬件模擬電路中，并對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行了調(diào)試，系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行。第6章結(jié)論與展望6.1結(jié)論近年來(lái)，變量噴霧技術(shù)已成為精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的重要組成部分。它主要是基于輸入單位面積的信息塊，使用國(guó)內(nèi)的壓力，調(diào)節(jié)流量和其他手段來(lái)獲得精準(zhǔn)、效率和穩(wěn)定的噴灑農(nóng)藥的量，同時(shí)具有良好的霧化效果。許多研究人員研究的基于流量調(diào)節(jié)的可變噴霧系統(tǒng)不僅可以控制系統(tǒng)的運(yùn)行，而且具有良好的霧化效果。因此，本文通過(guò)一個(gè)單片機(jī)為主控器利用PWM脈沖寬度技術(shù)，通過(guò)控制液泵調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，達(dá)到變量噴霧的目的。變量農(nóng)藥噴施的一個(gè)重要應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)就是基于速度反饋傳感器，即把速度和流量建立聯(lián)系，通過(guò)速度的改變引起噴霧量的變化，實(shí)時(shí)對(duì)農(nóng)藥運(yùn)動(dòng)過(guò)程進(jìn)行速度測(cè)控，實(shí)時(shí)地進(jìn)行反饋，并且通過(guò)測(cè)量噴藥噴頭工作運(yùn)行過(guò)程所采集的農(nóng)藥流量，自動(dòng)改變農(nóng)藥噴頭的壓力或開(kāi)度，從而可以確定是否針對(duì)不同工作環(huán)境下需要施加農(nóng)藥相應(yīng)的藥噴施劑量，達(dá)到提高農(nóng)藥利用率的目的。該系統(tǒng)有如下特點(diǎn)：（1）以單片機(jī)為主控器，系統(tǒng)電路較簡(jiǎn)單。（2）單片機(jī)運(yùn)算精度高，速度快，具備了很強(qiáng)的邏輯處理能力，因此它們也是一種可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜程序的控制，保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。（3）由于整個(gè)控制模型都是由一個(gè)算法組成的部分來(lái)協(xié)助實(shí)現(xiàn)和執(zhí)行完成，因此其靈活度相對(duì)比較高，并且能夠很好地適應(yīng)各種情況下的變化。（4）噴藥量根據(jù)速度變化而變化，可以讓無(wú)人機(jī)以更快地速度噴霧，提高作業(yè)效率。6.2展望對(duì)無(wú)人機(jī)變量噴霧系統(tǒng)進(jìn)行了初步研究和測(cè)試。由于個(gè)人能力和知識(shí)有限，缺乏時(shí)間和資金投資，該系統(tǒng)仍有許多方面不足，需要進(jìn)一步研究和改進(jìn)，使系統(tǒng)更加合理完善。（1）由于轉(zhuǎn)子風(fēng)場(chǎng)的復(fù)雜性,對(duì)液體藥物的干擾影響不可忽略。應(yīng)用裝置的霧化效果并不能有效應(yīng)對(duì)變化的飛行高度和風(fēng)速,這增加了液體藥物的漂移現(xiàn)象，使得系統(tǒng)噴藥效率減下。（2）因?yàn)轱w行的速度以及蓄電池和動(dòng)力電源對(duì)其供電功率和能量的限制，會(huì)直接導(dǎo)致整機(jī)噴霧器和傳動(dòng)系統(tǒng)都會(huì)出現(xiàn)一種壓力不均衡的現(xiàn)象，導(dǎo)致有的地方噴霧劑多，有的地方則噴藥少。（3）優(yōu)化噴灑裝置實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)變量噴灑即對(duì)靶噴藥和按需給藥。參考文獻(xiàn)玄子玉,楊方,劉立意.基于單片機(jī)的變量噴霧控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2009,40(008):110-112.陳勇,鄭加強(qiáng).精確施藥可變量噴霧控制系統(tǒng)的研究[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào),2005(05):69-72.王乃天.當(dāng)代中國(guó)的民航事業(yè)[M].中國(guó)社會(huì)科學(xué)出版社,1989.ZamanQU,EsauTJ,SchumannAW,etal.Developmentofprototypeautomatedvariableratesprayerforreal-timespot-applicationofagrochemicalsinwildblueberryfields[J].Computers&ElectronicsinAgriculture,2011,76(2):175-182.TianL,ReidJF,HummelJW.Developmentofaprecisionsprayerforsite-specificweedmanagement[J].TransactionsoftheAsae,1999,42(4):893-900.AEscolà,Rosell-PoloJR,PlanasS,etal.Variableratesprayer.Part1–Orchardprototype:Design,implementationandvalidation[J].Computers&ElectronicsinAgriculture,2013,95:122-135.劉大印,張文愛(ài),王秀,等.基于單片機(jī)的定量農(nóng)藥噴灑控制系統(tǒng)[J].農(nóng)機(jī)化研究,2011,033(001):103-106.陳宏金.精確農(nóng)業(yè)智能決策系統(tǒng)的技術(shù)集成[J].農(nóng)機(jī)化研究,2004(02):242-243王勁松,車(chē)小賀,張巖.智能?chē)娝幭到y(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].2008.翟長(zhǎng)遠(yuǎn),朱瑞祥,隨順濤等.車(chē)載式變量施藥機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào),2009,25(8)105-109.邵陸壽,戴之祥,崔懷雷,等.基于模糊控制的變量施藥控制系統(tǒng)[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào),2005,36(011):110-112.陳樹(shù)人,尹東富,魏新華,等.變量噴藥自適應(yīng)神經(jīng)模糊控制器設(shè)計(jì)與仿真[J].排灌機(jī)械工程學(xué)報(bào),201