基于组态王的灌溉井群远程监控系统上位机设计与实现

发布时间：2020-03-31 04:06

【摘要】：在农业领域中,计算机控制技术应用的越来越广泛,更多的农业部门摒弃了以人为本的传统管理模式,采用现代计算机控制技术,进行自动化监控先进管理。然而在我国农田灌溉领域内,许多先进的灌溉技术处于搁置状态,没有采取良好的管理措施,井群灌溉过程仍然依靠生产人员的经验操作。由于机井分散、环境数据变化莫测,生产人员的实践经验不能有效的与作物需水的科学规律相结合,不利于节水农业的快速发展。针对当前多数井群分散无人职守的灌溉现状,本设计以无线传感器网络和GPRS通信网络作为硬件基础,采用分布式结构,基于亚控公司的组态王6.55软件而设计开发了该上位机人机操作界面,既克服了系统开发周期长和传统数据采集方式的不足,又解决了下位机不能记录数据的问题,实现了对影响灌区作物需水的主要环境参数(土壤湿度、土壤温度、空气湿度、空气温度)进行监测记录并对机井灌溉阀门实施远程控制。本文首先对实验地区灌溉井群监控系统进行实际需求分析,确定了工程的四个功能模块,分别是环境监测、数据报表、灌溉远程控制、数据报警。基于Windows XP平台设计,应用组态技术,构建了一个多层次结构的新项目工程,分析了灌溉井群远程监控系统的外部设备GPRS模块,对其和变量进行定义完成设备连接,在工程中把I/O变量与设备连接即实现组态王与GPRS模块通讯。其次,进行了监控软件图形界面和动画连接设计。其中界面设计包括监视画面和操作画面的设计。融合过程控制设计、现场操作以及井群设备资源管理于一体,建立Microsoft Access为后台数据库,通过SQL功能使之与组态王连接,将采集到的数据通过ODBC存储在ACCESS数据库中,解决了数据易存不易读取的问题；以功能模块化的思想,采用ActiveX技术和组件方式,设计图形界面,用脚本命令语言编程,实现画面动态显示。最后,进行监控系统整体运行与调试,实现与下位机通讯；环境信息与设备状态的采集与显示；实时／历史生产报表、浏览实时／历史趋势画面、系统运行过程异常情况实时／历史报警查看打印及阀门的远程控制等功能。结果表明,系统通讯性能良好,监控系统能够实现手动和自动双重控制水泵的启停,监控软件可靠性高、可扩展性强,实现了信息和管理集中,而控制分散的目的,可以有效的解决传统方式依靠人工经验判断作物需水、供水的缺陷,降低农产品的灌溉成本,提高灌溉质量,在很大程度上可在多领域进行推广,为现代化农业灌溉提供有效技术支持。
【学位授予单位】：东北农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：S274;TP277

【参考文献】