基于单片机的自动控制节水系统设计.pdfVIP

学术交流 基于单片机的自动控制节水系统设计 口王会 摘要根据单片机的自动控制节水技术的发展现状，在结合本专业知识的基础上，以单片机和PC机构成的控 制部分为核心，研制了一种基于单片机的节水灌溉自动控制节水系统。其创新点在于系统体积¨、J，安装方便，抗干 扰性强、运行可靠，性价比高，更易形成产品，便于推广应用。 关键词单片机自动控制节水设计 随着我国农业结构调整和农业可持续发展战略的实施， 农民对节水灌溉技术的需求也越来越迫切，所以推广节水灌 中心监控计算 溉技术迫在眉睫。节水灌溉技术的飞速发展，对节水灌溉技 术设备的要求也必将会提高到一个新的层次。国家有关部门 —厂丁一丁一r‘T丁 一直大力支持节水灌溉技术开发和技术改造，加快技术应用 l磁1；感l I磁}I感l l磁j感1 理论研究；开发适合我国不同地区，适宜各种作物、土壤、 f阀fi器f f阀fi器l l阀l{器I 圈圜 园网 圈圜 水情、气候、地貌、经济能力的灌溉产品；重点解决节水灌 溉技术中的共性和关键技术问题，不断提高技术水平。 需要修改下位机软件。每个下位机分别连接多个传感器和电 节水灌溉在世界各国的农业中都占有重要地位，其技术 磁阀。计算机与下位机之间的连接使用Rs一485总线结构。 设备的研制开发也是一项长期艰巨、复杂的任务。基于单片 这种结构的特点是网络不封闭，很容易添加新的节点，节点 机的自动控制系统是进行灌溉系统田间管理的有效手段和工 之间通过总线直接通信，速度较快；当某个节点出现故障时 具，它可提高操作准确性，有利于灌溉过程的科学管理，降 不会影响其他节点的工作，不会导致系统瘫痪。 低对操作者本身素质的要求。除了能大大减少劳动量，更重 2．硬件的设计 要的是它能准确、定时、定量、高效地给作物自动补充水分， (1)系统硬件的组成。本系统的硬件组成主要是以单片 以提高产量、质量。实现节水、节能。 机为控制核心，加上一些外围扩展电路共同组成，具备一般 1．系统的总体结构 控制和监控功能，可以实现灌溉自动控制系统的独立控制， 该控制系统采用上下位机形式，上位机与下位机之间通 并且扩展有通信接口，可以连接到分布式控制系统中，实现 过Rs．_485总线相连，一个下位机负责一片区域，系统可以与上位机之间的数据交换。根据节水灌溉自动控制系统需求， 根据实际需要增减下位机的数目。 该智能控制器应具有如下功能：采集温度、湿度、光照等环 这种节水灌溉自动控制系统由硬件系统和软件系统两大 境因素；按照生产需要实现各区域灌溉用水的自动供给；具 部分组成。软件系统是整个系统的核心，负责协调各部分之 有小型键盘和显示人机界面，工作人员可以根据实际需要进 间的关系，保证整个系统的正常运行。硬件系统负责数据的 行灌溉参数的显示、设定和修改和看门狗定时、复位功能； 采集处理和电磁阀的控制。为确保系统通信的正常运行，提 具有与外界进行数据通讯的接VI。 高系统的扩展性，硬件控制系统采用具有i级结构的集散型 (2)系统主要硬件的选择。①单片机的选择。主模块是 控制系统(见图1)。基于Rs—485的硬件控制系统由电磁整个单片机控制器的核心。主模块的核心器件是单片机 阀、各类传感器、下位机、数据采集网络及中心监控计算机 组成，分为主控上位机端和现场控制下位机端两部分。主控 具有较高的性能价格比的8位CMOS微控制器。20K的可编 上位机端主要由中心监控计算机组成。中心监控计算机为l 程、町擦除(叮擦除1000次)闪存程序存储器。该控制器采用