节水灌溉自控系统中数据采集器的设计
本文选题:节水灌溉 + 反馈 ; 参考:《石河子大学》2017年硕士论文
【摘要】:新疆生产建设兵团地处干旱半干旱地区,突出的水资源供需矛盾,对节水灌溉技术的发展提出了更高的要求。土壤水分、作物生长环境温度、电磁阀启闭反馈状态等参数的及时准确采集、传输和存储对于制定节水灌溉自动控制决策极为重要。论文通过实地调研新疆地区节水灌溉自动化控制系统的发展现状,结合相关文献分析,针对节水灌溉自动化控制系统对田间信息采集的需求,以GSM短信通讯方式进行了节水灌溉数据采集器的总体方案设计,确定了采集器具有土壤水分、温度、电磁阀启闭状态等信息的采集、传输和存储,以及电磁阀的开闭控制功能。该数据采集器选用低功耗CY8C29466微处理控制器为核心,在PSoc Designer开发环境下,运用C语言完成主程序,通讯模块MC37ir3接收到“open:1.1”短信,进入控制电磁阀开启中断程序,微控制器将控制指令传送给驱动电路板上的P89LPC934单片机,P89LPC934在对应开启电磁阀的引脚输出高电平,激活驱动电路的升压模块为驱动电磁头开启电磁阀提供电压,电磁阀开启。当流过电磁阀的水流压力大于0.03Mpa时,水流会推动阀位传感器的扇形动作机构,阀位传感器动作的改变会被微控制器的反馈信号采集引脚感知且进入电磁阀反馈信号采集中断子程序,微控制器驱动短信模块给首部控制短信机或农户手机,发送电磁阀开关状态的开闭信息,实现准确反馈电磁阀阀门开闭状态的功能。数据采集器能够按照事先设定好的时间间隔对土壤水分和温度值进行检测,以短信的形式发送到农户的手机上,同时农户还可以主动发送土壤水分、温度的查询短信“query vwc?temp?”,微控制处理器检测到正确的短信查询字符串时,进入中断土壤湿度查询子程序,微控制器采集到数据后,通讯模块自动将土壤水分、温度数值编辑短信的方式发送给农户,如果检测得到的土壤湿度超过灌溉阈值,同时会发送短信提醒农户停止灌溉的操作。通过对该数据采集器测试试验的结果进行分析得知,该数据采集器能够准确采集土壤水分、土壤温度、电磁阀反馈信号的同时集成了电磁阀的控制功能,在减少农户劳动力的同时简化了灌溉系统,节约了系统成本。
[Abstract]:The Xinjiang production and Construction Corps is located in the arid and semi-arid area, and the contradiction of water resources supply and demand is prominent, which puts forward higher requirements for the development of water-saving irrigation technology. The timely and accurate collection, transmission and storage of soil moisture, environment temperature of crop growth and the feedback state of solenoid valve are very important for making the decision of automatic control of water-saving irrigation. In this paper, the current situation of water saving irrigation automation control system in Xinjiang is investigated on the spot, and the demand of field information collection for water saving irrigation automation control system is analyzed in combination with related literature analysis. The overall scheme of water-saving irrigation data collector is designed by using GSM short message communication mode. It is determined that the collector has the functions of collecting, transmitting and storing soil moisture, temperature, solenoid valve opening and closing state, as well as the opening and closing control function of solenoid valve. The data collector uses low-power CY8C29466 microprocessing controller as the core. Under the PSoc Designer development environment, C language is used to complete the main program. The communication module MC37ir3 receives the "open:1.1" short message and enters the control solenoid valve to open the interrupt program. The microcontroller transmits the control instruction to the P89LPC934 single-chip microcomputer P89LPC934 on the driving circuit board to output the high level corresponding to the pin of the solenoid valve. The boost module of the driving circuit provides the voltage for the driving solenoid head to open the solenoid valve, and the solenoid valve opens. When the pressure of the flow through the solenoid valve is greater than that of the 0.03Mpa, the current pushes the sector action mechanism of the valve position sensor. The change of the action of the valve position sensor will be sensed by the feedback signal acquisition pin of the microcontroller and enter the solenoid valve feedback signal collection interrupt subroutine. The microcontroller drives the short message module to the first control short message machine or the farmer's mobile phone. Sending the opening and closing information of the solenoid valve to realize the function of accurately feedback the opening and closing state of the solenoid valve. The data collector can detect soil moisture and temperature at predetermined intervals and send them to farmers' mobile phones in the form of short messages. At the same time, farmers can also actively send short messages of soil moisture, temperature, "query vwctempp?" When the microcontroller detects the correct short message query string, it enters the interrupt soil moisture query subroutine. After the microcontroller collects the data, the communication module automatically sends the short message of soil moisture and temperature to the farmers. If the soil moisture measured exceeds the irrigation threshold, a short message will be sent to remind farmers to stop irrigation. Through the analysis of the test results of the data collector, it is found that the data collector can accurately collect soil moisture, soil temperature, solenoid valve feedback signals and integrate the control function of the solenoid valve at the same time. At the same time, it simplifies irrigation system and saves system cost.
【学位授予单位】:石河子大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TP274.2;S274
【参考文献】
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,本文编号:1928017
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