基于CAN总线和无线技术的农业大棚监控系统设计

发布时间：2017-10-02 12:04

  本文关键词：基于CAN总线和无线技术的农业大棚监控系统设计

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【摘要】：农业在我国现代化建设中具有非常重要的作用,但是我国农业现代化进展比较缓慢,新型大棚温湿度监测系统因安装耗费的成本比较高以及维护困难等原因很少有人使用。另一方面,随着农业大棚的规模化发展,人们迫切需要一种智能化的大棚技术,该技术能够提高现有大棚的信息管理水平,节省人工成本,科学的指导农业的生产。针对农业大棚生产的特点,本文结合CAN总线和无线传感器网络(wireless sensor networks)技术,采用高端嵌入式处理器和传感器,实现了一种应用于农业大棚的温湿度以及光敏度监测控制系统,该系统能自动根据现场情况进行报警处理,同时还能将监控结果传输给上位机进行分析和显示。论文主要研究的内容包括:(1)针对农业生产的需求情况,提出了一种CAN+无线的系统架构,给出了一种对农业生产进行远程控制的设计方案。(2)实现了大棚监控系统硬件设计,完成电路图设计,实现了数据采集模块、无线传感器节点模块、CAN总线模块、显示模块PCB板的设计和调试。(3)分模块对系统各部分软件进行了分析与设计,实现了数据采集模块模块、无线传感器节点模块和上位机的程序设计。(4)根据系统总体设计要求,开发了基于CAN总线和无线技术的大棚监控系统样机,对其进行了整体测试,给出了测试结果。测试结果表明,基于CAN总线和无线技术的大棚监控系统能够实现实时可靠的通信功能,能够根据现场实际情况对监测数据进行分析和处理,能实现对大棚温度湿度光照条件的远程实时监控,实现了农业生产的自动化和智能化,在农业生产中具有较高的应用价值。
【关键词】：CAN总线 无线传感器 远程监控 大棚
【学位授予单位】：湖南人文科技学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP277;S625
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 第一章 绪论9-14
• 1.1 课题的背景与意义9
• 1.2 大棚监控国内外发展现状9-11
• 1.2.1 国外发展现状9-10
• 1.2.2 国内发展现状10
• 1.2.3 大棚监控技术发展趋势10-11
• 1.3 课题研究技术路线11-12
• 1.4 本课题研究内容与安排12-14
• 第二章 系统总体架构与关键技术14-21
• 2.1 系统总体架构14-15
• 2.2 系统总体技术路线15-16
• 2.3 CAN总线技术16-18
• 2.3.1 CAN报文的帧格式和帧类型16-17
• 2.3.2 CAN总线通信过程17-18
• 2.4 无线传感器网络技术18-20
• 2.4.1 无线传感器节点结构18-19
• 2.4.2 无线传感器网络结构19-20
• 2.5 本章小结20-21
• 第三章 硬件集成设计21-32
• 3.1 系统硬件结构设计21-22
• 3.1.1 数据采集终端结构设计21
• 3.1.2 无线传感节点结构设计21-22
• 3.2 数据采集终端电路设计22-27
• 3.2.1 主控电路设计22-23
• 3.2.2 CAN总线通信电路23-24
• 3.2.3 现场数据采集终端无线电路设计24-25
• 3.2.4 报警显示电路设计25
• 3.2.5 液晶显示电路设计25-27
• 3.3 无线传感器节点电路设计27-31
• 3.3.1 控制器电路设计27
• 3.3.2 无线通信模块27-28
• 3.3.3 光照传感器电路28-29
• 3.3.4 土壤湿度传感器电路29-30
• 3.3.5 温度传感器电路设计30-31
• 3.4 本章小结31-32
• 第四章 系统软件设计32-44
• 4.1 无线传感节点软件设计32-35
• 4.1.1 系统调用32-34
• 4.1.2 中断子程序34-35
• 4.2 数据采集终端软件设计35-39
• 4.2.1 系统工作流程35-36
• 4.2.2 无线传感器模块工作流程36-37
• 4.2.3 液晶显示模块工作流程37-38
• 4.2.4 CAN总线工作流程38-39
• 4.3 上位机控制软件设计39-43
• 4.3.1 上位机数据管理设计39-40
• 4.3.2 系统总体布局40-41
• 4.3.3 串口模块设计41-42
• 4.3.4 接收数据界面设计42
• 4.3.5 温度、湿度、光照值界面设计42
• 4.3.6 开关按钮界面设计42-43
• 4.4 本章小结43-44
• 第五章 测试与结论44-52
• 5.1 测试工具44
• 5.2 系统硬件测试44-46
• 5.2.1 TFT液晶彩屏测试44-45
• 5.2.2 CAN总线测试45
• 5.2.3 无线射频模块检测45-46
• 5.3 软件编译调试46-50
• 5.3.1 RS-232串口测试47
• 5.3.2 CAN总线模块调试过程47-48
• 5.3.3 无线模块配置48-49
• 5.3.4 液晶模块调试49-50
• 5.4 数据采集总体测试50-51
• 5.4.1 硬件总体测试50
• 5.4.2 多点组成网络进行联调50-51
• 5.5 本章小结51-52
• 总结与展望52-54
• 总结52
• 工作展望52-54
• 参考文献54-58
• 附录A 数据采集终端程序58-71
• 附录B 上位机软件程序71-78
• 致谢78-79
• 作者简介79-80
• 在读期间科研成果目录80-81

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：959478