基于CAN总线的能智农田灌溉系统盛群初赛创意书.docVIP

目录 一、? 摘要 3 二、 作?品介绍 4 三、 工?作原理 4 3.1 ?系统工作原理概述 4? 3.2 Can总线?工作原理 5 3.3? 中央控制器（湿度数?据接收控水） 6 3?.4 终端控制单元（?湿度采集处理发射） ?6 四、 作品功能、?特色 7 五、 作品?结构 8 （一）硬件?部分 8 （二）软件?部分 9 5.2.1? 终端控制器工作流程?图 9 5.2.2 ?中央控制器工作流程图? 10 5.2.3 ?总线初始化及工作流程?图 10 作 品? 创 意 书 摘要 作品介绍 ? 目前我国现代化农?业落后，灌溉过程中无?法准确知道农作物的需?水量，盲目的频繁灌溉?、过量灌溉造成了水资?源的极大浪费。本系统?借鉴先进的设计思想，?开发具有自主知识产权?的基于现场总线的灌溉?控制系统及与之配套的?中央控制器和终端控制?单元，提出了基于Ca?n总线和盛群HOLT?EK MCU的智能农?田灌溉系统。从而达到?降低投入成本，提高设?备的可靠性、易操作性?、可升级性和标准化的?目标，满足农业现代化?对自动化技术的发展需?求。 本系统由中央?控制单元、终端控制单?元及Can总线三大部?分构成。终端通过湿度?传感器实时检测农田湿?度，A/D转换后经C?an总线报告给中央控?制单元，并在中央控制?区显示。当农田湿度低?于预先设定的最低湿度?门限值时，中央控制单?元发送控制命令，农田?里终端单片机接收命令?后驱动喷灌装置喷水，?直到湿度超过所设定的?上限值时停止。 根?据农作物不同生长阶段?对水的需求，农民可在?家设置湿度的上下门限?值。同时通过显示模块?可以随时了解每块农田?的湿度状况，以便合理?安排农业生产。另外也?可根据需要进行特殊控?制，如强行启动或终止?喷灌。 本系统中中?央控制器和终端控制单?元都是以盛群HOLT?EK MCU为主控芯?片，上行下行数据是通?过接口电路在Can总?线上传输。充分发挥了?HOLTEK MCU?强大的控制作用和Ca?n总线优良的数据传输?能力。 ? 工作原理 水设备。采集的湿度数?据经过CAN总线传输?模块后，可以从分节点?传回到总机，并在总机?显示采集的湿度数据和?阈值设置数据。 3?.2 Can总线工作?原理 Can网络即?控制器局域网（Con?troller Ar?ea Network?）属于现场总线的范畴?，是一种有效支持分布?式控制或实时控制的串?行通讯网络，被公认为?是最有前途的现场总线?之一。CAN总线的应?用范围遍及从高速网络?到低成本的多线路网络?，广泛应用于控制系统?中的各检测和执行机构?之间的数据通信。由于?其设计成本低，通讯可?靠，在各种远程实时控?制系统中得到了广泛应?用。 CAN总线采?用多主竞争方式工作和?非破坏性总线仲裁技术?，总线上任意节点可在?任意时刻主动地向网络?上其它节点发送信息而?不分主次，各节点之间?实现自由通信。当多个?节点同时向总线发信息?时，优先级较低的节点?会主动退出发送，而优?先级较高的节点不受影?响。大大节省了总线冲?突仲裁时间，在网络负?载很重的情况下，也不?会出现网络瘫痪的情况?。因此，适用于分布式?监控系统的数据通讯。? ? ? 图2 Can?总线与节点单片机通信?框图 3.3 中央?控制器（湿度数据接收?控水） 中央控制器?由控制模块、显示模块?、操作模块和接口模块?组成。HOLTEK ?MCU作为控制模块；?液晶显示作为显示模块?，显示当前农田里湿度?状况，便于农民实施掌?握信息。键盘作为操作?模块，农民可以在家农?作物的特殊生长需求，?足不出户进行远程实时?控制。 ? 图2 主机数据处?理显示、发射框图 ? 如图2，使SJA1?000收发模块处于接?收状态，接收的数据通?过HT46R232单?片机处理后在显示模块?显示，同时显示上下限?值。键盘引起的外部中?断也可以随时改变预先?设置的上下限，然后将?修改命令通过SJA1?000通过总线传到分?机，已设置不同地段的?上下限值分机检测到的?数据在上下限范围内时?，分机控制继电器断开?(停止灌溉)，在范围?外时控制继电器闭合，?开始灌溉。 3.4? 终端控制单元（湿度?采集处理发送） 终端?控制单元由控制模块、?感应模块、驱动模块和?接口模块组成。HOL?TEK MCU作为控?制模块；湿度传感器和?AD转换装置作为感应?模块，检测土壤的湿度?信息并通过AD转换后?报告给控制单元；继电?器和喷灌装置作为驱动?模块，接受来自控制单?元的控制命令，完成喷?灌功能；由Can总线?控制器SJA1000?和Can总线收发器8?2C250作为接口模?块，完成单片机与总线