Реферат
Введение 4
1 Анализ предметной области 5
1.1 Основные понятия и определения 5
1.1.1 Гидропонная установка 5
1.1.2 Электрогидроимпульсный реактор 6
1.1.3 Автоматизированная система 8
1.2 Постановка требований к системе 10
1.3 Анализ известных решений 11
1.3.1 Проведение эксперимента без использования подачи
электроактивированного раствора автоматизированной системой 11
1.3.2 Садовый таймер полива FJFUJIN 12
1.3.3 Образовательный проект научного журнала «Science Buddies» 13
1.4 Вывод по разделу 1 13
2 Проектирование системы 14
2.1 Разработка структурной схемы 14
2.2 Разработка функциональной схемы 15
2.3 Основная элементная база 16
2.3.1 Микроконтроллер 16
2.3.2 Погружной помповый насос 17
2.3.3 OLED индикатор 18
2.4 Вывод по разделу 2 19
3 Разработка системы 19
3.1 Создание алгоритма функционирования 19
3.1.1 Словесное представление алгоритма функционирования 19
3.1.2 Блок-диаграмма алгоритма функционирования 20
3.2 Проектирование принципиальной схемы 20
3.3 Моделирование в среде Proteus 21
3.3.1 Модель системы 22
3.3.2 Результаты тестирования 22
3.4 Аппаратная реализация 24
3.4.1 Помповые насосы 24
3.4.2 OLED индикатор 25
3.4.3 Блок управления 26
3.5 Программная реализация 26
3.5.1 Работа с насосами 27
3.5.2 Работа с дисплеем 27
3.6 Вывод по разделу 3 30
Заключение 31
Список использованных источников 32
ПРИЛОЖЕНИЕ А Схема модели системы, спроектированная в Proteus 8 33
ПРИЛОЖЕНИЕ Б Листинг прошивки микроконтроллера 34
Для достижения лучших результатов в исследовании инновационных решений, в нашем случае это электроактивация питательного раствора для стимуляции роста растений, возникает острая необходимость в автоматизации, что позволит сократить количество случайных антропогенных ошибок, а также упростит последующую корректировку системы, в случае возникновения первых.
Данная бакалаврская работа ставит целью создание автоматизированной системы подачи раствора, предлагающую вышеуказанную автоматизацию для экспериментальной гидропонной установки с электрогидроимпульсным реактором, работа которой будет осуществляться в течение года.
Для выполнения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
а) провести анализ предметной области;
б) разработать автоматизированную систему, включающую в себя реализацию следующих подзадач:
1) подача воды или раствора реактору установки;
2) забор из реактора электроактивное вещество;
3) полив гидропонного модуля методом затопления, полученным веществом.
В разделе 1 совершена работа по изучению научного материала и общедоступной информации для полного понимания исходных данных. Отталкиваясь от полученной информации совместно с заказчиками, была составлены требования к системе. Согласно требованиям, был выбран метод решения поставленной задачи.
В разделе 2 составлены проектные материалы такие, как структурная и функциональная схемы. Благодаря этим данным создана и согласована элементная база, из которой сконструирована автоматизированная система.
В разделе 3 выполнено проектирование аппаратной и программной реализации, что впоследствии было смоделировано для проверки и корректировки работоспособности системы. Получив благоприятные результаты приступили к выполнению поставленной задачи, не встретив критических трудностей, ставящих проект в состояние, не способного к осуществлению.
Разработанная система была передана для практической эксплуатации в ФГАОУ ВО Сибирский федеральный университет в междисциплинарную лабораторию сити-фарминга НОК в области экономики и управления Института Гастрономии, акт о внедрении которой предоставлен в качестве отдельного документа.
В процессе реализации проекта поэтапно решались выведенные анализом предметной области задачи на выпускную квалификационную работу задачи.
На начальном этапе были рассмотрены основные определения, используемые в данной работе, установлены требования к проектируемой системе. На основе требований были рассмотрены известные решения для создания системы автоматизированного полива растений, а также была рассмотрена актуальность данной работы, на примере релевантного опыта.
В результате начального этапа был выбран вариант самодельного создания системы на базе образовательного проекта, что в будущем показало соответствующие результаты.
В следующем шаге, для реализации выбранного варианта, было проведено проектирование системы, а именно создание структурной и функциональной схем. Относительно вышеупомянутых схем была составлена основная элементная база, что была использована в проекте. Рассмотрели плюсы и минусы выбранных устройств и обосновали их выбор. включая выбор компонентов.
Данный этап позволил обеспечить эффективное и надежное функционирование системы автоматизированного полива растений.
Далее, для осуществления поставленной цели выпускной квалификационной работы, были рассмотрены процесс создания алгоритма и проектирование принципиальной схемы, моделирование в среде Proteus, в течение которого была рассмотрена первоначальная модель системы. Убедившись в работоспособности, модели приступили к аппаратной и программной реализации. Были рассмотрены нюансы работы, например работа с OLED индикатором.
В результате достигли выполнения цели, что была поставлена в начале данной работы.
