無(wú)線遙控節(jié)水灌溉自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究.pdf

1、我國(guó)淡水資源十分貧乏,而農(nóng)業(yè)是用水大戶,因此發(fā)展高效節(jié)水灌溉農(nóng)業(yè)是我國(guó)農(nóng)業(yè)持續(xù)性發(fā)展的首要條件。目前絕對(duì)多數(shù)節(jié)水灌溉控制系統(tǒng)不僅功能單一,而且在控制方式上主要以有線控制為主。這樣不僅受到控制區(qū)域地形的限制,而且架設(shè)線路的成本很高。因此科學(xué)控制方法且具備無(wú)線遙控的節(jié)水灌溉控制系統(tǒng)的研制,成為節(jié)水灌溉科學(xué)實(shí)施的核心問(wèn)題。 本文在充分調(diào)研了國(guó)內(nèi)外節(jié)水灌溉狀況的基礎(chǔ)上,研究和分析無(wú)線節(jié)水灌溉控制系統(tǒng)的控制原理,并重點(diǎn)論述了無(wú)線節(jié)水灌溉控

2、制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)。在硬件設(shè)計(jì)方面,本文根據(jù)儀器的精度、實(shí)時(shí)性和成本要求,選擇了合適的元器件,并以模塊化的設(shè)計(jì)思路將儀器硬件分成幾個(gè)模塊進(jìn)行分別的設(shè)計(jì),各個(gè)模塊調(diào)試成功后再合成一個(gè)完整的系統(tǒng)；從而保證了硬件的質(zhì)量和便于維修調(diào)試。在軟件設(shè)計(jì)方面,按照儀器預(yù)定完成的功能,根據(jù)硬件電路的設(shè)計(jì),以模塊化的設(shè)計(jì)方法完成單片機(jī)的初始化,模擬信號(hào)采樣,信號(hào)處理,實(shí)時(shí)顯示驅(qū)動(dòng)、無(wú)線發(fā)射接收,以及PC機(jī)端的界面設(shè)計(jì),串口通信設(shè)計(jì)等。另外本系統(tǒng)通過(guò)

3、太陽(yáng)能電池供電,這樣陰雨天氣系統(tǒng)就不需工作,大大節(jié)省了能源和勞力,從而提高了系統(tǒng)的效率。 無(wú)線節(jié)水灌溉控制系統(tǒng)的工作方式采用命令應(yīng)答方式,主站下達(dá)采集數(shù)據(jù)指令,子站對(duì)主站發(fā)出的地址信息進(jìn)行處理,若與本機(jī)地址相符則執(zhí)行命令。采集端將TDR-3土壤水分傳感器、CHT-W02溫濕度傳感器等采集的作物生長(zhǎng)的環(huán)境參數(shù)(土壤水分、空氣濕度和溫度等)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)送到子站單片機(jī),子站單片機(jī)對(duì)采集過(guò)來(lái)的信號(hào)進(jìn)行編碼、并對(duì)編碼信號(hào)

4、加起始位和校驗(yàn)碼,構(gòu)成傳輸?shù)臄?shù)據(jù)楨,楨信號(hào)通過(guò)無(wú)線射頻收發(fā)芯片PTR8000按照一定的協(xié)議進(jìn)行打包,加入字頭和CRC(循環(huán)冗余校驗(yàn)),將作物生長(zhǎng)的環(huán)境參數(shù)(土壤水分、空氣濕度和溫度等)發(fā)送到主站,主站的接收天線接收載波信號(hào)經(jīng)濾波電路消噪后,通過(guò)無(wú)線射頻收發(fā)芯片PTR8000解調(diào),再由主站單片機(jī)解碼,解碼后的信號(hào)經(jīng)PC機(jī)存入數(shù)據(jù)庫(kù),同時(shí)根據(jù)軟件設(shè)計(jì)的灌溉預(yù)報(bào)模塊和灌溉控制模塊決策出作物需水量情況,并經(jīng)過(guò)驅(qū)動(dòng)電路控制電磁閥的開(kāi)閉和電磁閥打開(kāi)