基于LabVIEW物联网的草原灌溉系统设计

分类号TP399密级公开UDC学号20090813007青海师范大学硕士学位论文题名：基于LabVIEW物联网的草原灌溉系统设计研究生姓名黄亚菲导师姓名（职称）段新文，教授申请学位类别理学申请学位名称硕士学科专业名称计算机应用技术研究方向名称EDA与计算机仿真技术论文提交日期论文答辩日期学位授予单位学位授予日期答辩委员会主席评阅人，青海师范大学学位论文使用授权声明青海师范大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布（包括刊登）论文的全部或部分内容。论文的公布（包括刊登）授权青海师范大学研究生部办理。研究生签名：导师签名：日期：青海师范大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包括其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得青海师范大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：日期：I基于LabVIEW物联网的草原灌溉系统设计中文摘要对我国现有的草地来说，施肥可人工实现，但难以实现草地灌溉。我国的灌溉技术取得了一定的成就，但总体水平不高，普及率还很低。草原灌溉能保持土壤表面硬度，有效减少沙尘来源，既有经济效益又有生态效益，大力发展草产业对西部发展和生态的改善都具有非常重要的作用。本论文主要完成了草原灌溉的温度湿度检测系统的硬件设计和软件显示和报警的设计，并初步设计到物联网的思想概念。基于LabVIEW物联网的草原灌溉具有完善的软件，大量减少了外围设备，简化了操作，增强了实验系统的稳定性，提高了设备可靠性。软件开发设计上，采用模块化和自顶向下的设计思路实现了对数据的采集和处理，通过四个模块实现对草原灌溉的设置、显示；硬件的实现上，对于主控芯片采用了STC89C51芯片，其余还用到温度传感器芯片DS18B20、模数转换TLC1549、湿度检测传感器芯片LM358等，同过RS-232接口连接软硬件。其外围电路的设计亦采用模块化的设计思路，应用PROTEL技术做成PCB板，包括电源电路模块、模数转换模块、湿度模块、温度模块、主控模块等。并初步涉及到物联网这个新兴产业，对它的传感技术做了深入的了解。本系统人机交互界面友好，操作简便直接，适用于一般用户。关键词：LabVIEW,物联网,草原灌溉,ProtelDXP,传感器IITheDesignofGrasslandIrrigationSystemBasedontheLabVIEWInternetofThingsAbstractInourcountry,itcanfertilizethegrasslandsartificially,butitisdifficulttoirrigatethegrasslandsartificially.Ourirrigationtechnologyhasgainedsomeachievements,itisstillnothighinoveralllevel,thepenetrationrateisstilllow.Grasslandirrigationcankeepthesoilsurfacehardness,effectivelyreducedust,haseconomicandecologicalbeneficialresult.Thispapermainlycompletedthedisplayandthealarmofgrasslandirrigationtemperatureandhumiditydetectionsystemhardwaredesignandsoftwaredesign,andpreliminarydesignoftheideologicalconceptofInternetofThings.ThegrasslandirrigationsystembasedontheLabVIEWInternetofthingshastheperfectsoftware,couldreducetheperipheralequipmentsignificantly,simplifytheoperation,enhancethestabilityofthesystem,improvetheequipmentreliability.Insoftwaredesign,modularandthetop-downdesignideasrealizedthedatacollectionandprocessing,throughthefourmodulesrealizedthegrasslandirrigationanddisplay,anditwillshowwarninglightsifexceedingthesettingboundaries.Inhardware,maincontrolchipwastheSTC89C51chip,otherpartsstillusetemperaturesensorDS18B20,analogconversionTLC1549,humiditydetectionsensorchipLM358etc,connectionhardwareandsoftwarethroughRS-232interface.Itsperipherycircuitdesignalsowasinviewofmodulardesignthoughts,makePCBPROTELtechnologyapplication,includingpowersupplycircuitmodule,floormoduleconversionmodule,humiditymodule,temperaturecontrolmodule,module,etc.Inthispaper,itinvolvesthenewindustryoftheInternetofthingspreliminarily.Thissystemwithfriendlyhuman-computerinteractioninterfacecouldbeusedeasilyanddirectly,andwassuitabletotheaverageuserforuse.Keywords:LabVIEW,InternetofThings,GrasslandIrrigation,ProtelDXP,SensorIII目录第一章绪论...............................................11.1课题研究的现状及发展趋势.................................11.2课题研究的意义...........................................21.3论文选题的研究特色和创新之处.............................21.4论文的章节安排...........................................3第二章物联网的概述...........................................42.1物联网简介...............................................42.1.1物联网的发展历程......................................42.1.2物联网的基本概念......................................52.1.3物联网的基本特征......................................62.2物联网的体系架构.........................................62.3物联网涉及的关键技术.....................................72.4物联网与传感器网络的关系.................................92.4.1传感器网络............................................92.4.2物联网与传感网的联系与区别...........................10第三章系统软件模块设计.......................................123.1LabVIEW虚拟仪器开发平台................................123.1.1LabVIEW简介.........................................123.1.2LabVIEW的优点.......................................133.1.3LabVIEW应用程序的构成...............................133.2LabVIEW的数据采集.......................................173.2.1DAQ的基本概念.......................................173.2.2DAQ系统.............................................173.2.3总线.................................................193.2.4串口通信程序.........................................203.3软件系统设计及功能实现..................................213.3.1串口设置.............................................213.3.2数据采集.............................................223.3.3实时显示.............................................243.3.4数据文本存储.........................................253.4本章小结................................................25IV第四章系统硬件设计..........................................264.1ProtelDXP概述..........................................264.1.1ProtelDXP的发展历史................................264.1.2ProtelDXP软件的特点................................274.2电路板设计模块..........................................284.2.1主控模块.............................................284.2.2模数转换模块.........................................314.2.3温度湿度模块.........................................344.2.4串口模块.............................................39第五章总结与讨论................................