基于CAN总线和Linux的微灌监控系统研发

发布时间：2020-04-06 19:07

【摘要】：我国水资源短缺，供需矛盾日益尖锐，农业用水相对不足；农田灌溉用水浪费严重，利用效率低下，，进一步加剧了水资源短缺的现状。缓解水资源供需矛盾，解决农业缺水问题的重要途径之一是发展节水灌溉技术。为了节约农田灌溉用水，提高水资源利用效率，实现自动微灌控制，根据精细农业的实际需求，针对杨凌五泉孵化园温室大棚的实际情况，本文设计实现了一套基于CAN总线和Linux的微灌监控系统，具体研究内容如下： （1）按照精准农业的要求，以“按需灌溉”为指导思想，确定系统研究思路，系统地研究了作物需水量（灌溉量）计算的相关理论，将基于BP神经网络的参考作物蒸腾量少参数估算模型应用于系统灌溉补给水量的计算中，通过对易于获取的环境参数的采集，精确计算出作物的蒸发蒸腾量，从而科学地指导灌溉过程，有效地调节温室环境的水分状况。 （2）通过实地调查，结合示范园区的现有条件，根据温室环境的特殊性，从系统功能需求出发，将系统分为五个功能模块，确定了系统的总体设计框架；然后按照低成本、高可靠性、低功耗的设计原则，分别设计了基于MSP430F169微处理器的数据信息采集模块、基于STC12C5A60S2单片机的CAN总线适配器和灌溉控制模块、基于STM32的无线数据通信模块及基于S3C2440A的数据处理模块的硬软件。 （3）基于模块化的设计思想，完成系统各功能模块的设计与调试，然后进行系统的集成组装，综合测试，通过实验运行效果验证系统的整体功能，并考虑设计防护遮挡装置及支架，使系统能够稳定长期地工作。 本文综合应用CAN总线技术、嵌入式Linux技术及作物需水量计算理论知识，开发出一套低成本、易操作、实用性强的温室微灌监控系统，可按设定的时间间隔自动采集温室的环境信息，结合作物生长状况，根据理论公式进行计算，求出作物需水量，并扩展无线数据通信模块，可在远程用户的决策参与下，驱动相应的电磁阀，实现自动化的精准灌溉，优化植物的生长环境，提高农田微灌水资源的利用率。系统运行稳定，效果良好，能够实现准确的信息采集和可靠的分布式控制，具有较好的推广应用前景。
【图文】：

第二章 系统总体设计系统是在各功能模块软硬件协同工作的基础上运作统能够开发成功的关键。本章将详细介绍微灌系统与理论及控制策略的设计，并在此基础上提出系统。分析小型温室微灌监控系统，示范地为陕西省杨凌区五泉滴灌方式灌溉，园区微灌系统示意图如图 2-1 所示。

系统总体结构图
【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】：2014
【分类号】：S275.5;TP273

【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 张凤梅,洪运国;Linux下的多线程编程方法研究[J];大连民族学院学报;2005年01期

2 王忠;孙浩钦;易茂祥;;基于CAN总线智能建筑监控系统的通信协议设计[J];电子科技;2010年07期

3 王文海;;嵌入式系统的SD卡接口技术分析与研究[J];电子科技;2011年06期

4 王健;蔡焕杰;李红星;陈新明;;日光温室作物蒸发蒸腾量的计算方法研究及其评价[J];灌溉排水学报;2006年06期

5 王肖楠;张兴波;李炳祥;;基于GPRS和基站定位的城市公交监控装置[J];电子技术应用;2013年02期

6 何创新;李彦明;刘成良;袁益明;;温室微灌恒压组态轮灌自动控制系统[J];计算机工程;2010年20期

7 刘明波;顾夏华;周琳琦;;基于FPGA的远程温湿度监测系统设计与实现[J];计算机测量与控制;2011年11期

8 黄义文;;Linux操作系统内核裁剪的分析[J];中国民航飞行学院学报;2010年03期

9 汪小e

本文编号：2616909