基于总线的连栋温室监控系统设计

发布时间：2018-04-28 00:25

本文选题：485总线 + 连栋温室　；参考：《西北农林科技大学》2017年硕士论文

【摘要】：传统连栋温室监控多依赖于生产者自身积累的经验,缺乏精准的环境信息获取途径与便捷的农业设施控制手段,致使生产技术落后,效益低,制约了连栋温室产业发展。现场总线是近年来快速发展的一种工业数据总线技术,其主要用于解决工业现场中的智能化电子仪器仪表、控制器与执行机构等现场设备间的数字通信,以及现场控制设备与高级控制系统之间进行信息传输的问题。农业环境是现场总线技术可以广泛应用的领域之一,需研究现场总线与农业监控融合的相关问题。本文以连栋温室环境为应用场景,在充分分析当前总线技术研究现状的基础上,设计开发了基于485总线的连栋温室多因子环境监控系统,重点从环境监测节点和系统控制节点两方面进行设计,同时设计并实现了基于短信实时预警的温室监控系统,主要工作与成果如下:(1)连栋温室监控系统硬件设计。硬件设计主要包括采集电路、控制电路以及供电电路3方面。本文根据连栋温室作物监控需求确定采集参数,采集电路分别从空气温湿度、土壤温湿度、光强以及CO2浓度传感器等方面进行着手设计,系统性说明各传感器模块与单片机电路连接方式;控制电路设计主要实现对硬件调控设备驱动控制的开发,实现微弱信号至大信号的转变,从而实现分别对滴管设备、卷帘设备、通风设备以及补光设备协同运作;供电电路设计需满足各传感器、微处理器等模块的供电使用。最终结合整个硬件系统说明电路整体框架。(2)连栋温室监控系统软件设计。软件设计主要基于Keil的集成开发环境,进行软件编译。首先,单片机运行初始化设置,实现对单片机预编译等相关指令的执行;其次,监控软件主程序设计,主要包括单片机与各传感器通信之间时序电平的编译,完成设施环境信息的采集;再次,各模块基于485总线协议进行数据通信编译,并对单片机与PC机之间的通信进行处理,完成单片机分节点读取能力;最后,结合系统软件整体运行情况,系统性说明整个软件编译实现过程。(3)短信实时预警控制。本文在分析短信收发关键技术和基本原理的基础上,研究传统监控系统添加短信预警功能的可行方式,提出基于短信预警的监控系统。本文在构建环境数据库的基础之上,实现实时数据库检索、预警条件管理与匹配,以及短信预警和短信查询等功能。预警控制电路由监控主机和GSM调制解调器组成,软件部分采用C#、Access作为解决方案。结果表明,系统具有运行可靠,人机交互友好,易于升级移植等特点,为实时预警提供了一种解决思路。实时预警控制可减少系统开发成本与难度,可有效降低值班人员的工作强度,从而具有良好的应用与推广价值。(4)连栋温室监控系统整体设计与调试。结合系统软硬件开发与短信实时报警控制,对系统性能进行验证。针对连栋温室监控系统而言,下层平台实现数据的监测与控制,上层平台实现数据的存储、查询、报警等工作操作。硬件开发使用Altium Designer完成电路板与PCB电路的设计,通过焊接好的硬件电路,烧录事先编译好的软件程序,同时运行数据库与上位机程序,进行通电调试,分析上下层协调运行状况,验证系统的功能与性能效果。
[Abstract]:This paper designs a multi - factor environment monitoring system based on 485 bus , which mainly includes acquisition circuit , control circuit and power supply circuit . ( 3 ) The real - time early - warning control of short message is presented . Based on the analysis of the key technology and basic principle of short message sending and receiving , the paper studies the feasibility of adding SMS alert function to the traditional monitoring system , and puts forward a monitoring system based on short message early warning . The system has good application and popularization value . The system has the functions of reliable operation , friendly man - machine interaction and easy upgrade .

【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TP277;S625

【参考文献】