基于ARM9的嵌入式温室数据采集与CAN总线通信技术研究

基于ARM9的嵌入式温室数据采集与CAN总线通信技术研究作者：善挺璧学位授予单位：中国农业大学相似文献(10条)1.学位论文陈静秀基于ARM的设施农业网络型可编程自动控制系统2009我国是世界上设施农业面积最大的国家，设施面积占世界总面积的70-80％。目前国内设施温室应用的主要环境参数采控系统大多为进口产品，这些产品技术含量高，采控效果好，但相对价格较高，通常适用于现代化的大型或高档连栋温室。少数国产品牌无论技术水平还是采控效果均不甚理想，尤其缺少能够适用于我国常见的中小型日光温室的低成本智能采集控制装置。本文基于国家高技术研究发展计划(863计划)课题“设施农业精准生产技术系统构建与应用”，对设施温室环境和生物信息数据采集、传输、备份、调控问题进行了研究。论文分析了目前国内中小型日光温室环境监控需求，提出并实现了一套网络型设施农业日光温室智能控制系统从硬件到软件的完整方案。主要研究工作如下：(1)开发了面向常用环境信息传感器和生物信息传感器的数据采集模块，该数据采集模块具有可定制、可扩展的特点。(2)开发了基于CF卡的数据备份及存储模块，为实现现场数据的大容量存储和本地化自主控制提供了基础。(3)构建了传感器数据的局域传输网络和以太网络接口，满足了节点环境参数及视频信息宽带传输与温室集中监控的需要。(4)开发了面向中小型日光温室的可扩展核心设备管理模块，实现了在决策服务器支持下的环境参数本地自主调控。(5)移植了嵌入式操作系统、开发了设备驱动程序，使用户可以灵活方便地调用板载设备进行系统的二次定制开发。(6)对系统软件、硬件进行了模拟调试和现场实验，验证了系统在设施温室环境采控中的各项功能。论文结构如下：首先分析了课题的研究背景、意义、研究现状和相应关键技术；然后在温室控制的需求分析上提出了智能控制系统的方案；接着给出了智能PAC系统子/主节点的硬件设计及实现，给出了基于U-BOOT与uClinux的智能PAC系统软件设计和驱动开发；其次设计了实验平台对智能PAC系统进行仿真调试和现场实验。论文最后展望了我国设施农业温室环境监控的发展。现场实验表明，该智能PAC系统解决了日光温室环境和生物信息数据采集、传输、备份问题，并且具有可定制化、可编程、运行稳定可靠的特点，达到了预期的设计要求。2.期刊论文罗军.潘瑜春.王纪华.阎广建.LUOJUN.PANYUCHUN.WANGJIHUAYAN.GUANGJIANLUO基于手持GPS的设施农业信息采集系统设计-微计算机信息2007,23(32)设施农业是现代农业的发展方向,由于设施农业数量大、单个面积小,常规的资源调查方法很难实现快速准确地获取设施农业信息.本文研究了设施农业空间位置分布规律,提出了一种基于便携式GPS的设施农业信息采集方法,并对本系统的模块及实现进行了研究.3.期刊论文孙忠富.王迎春.褚金翔.杜克明.韩华峰.贾倩.SUNZhong-fu.WANGYing-chun.CHUJin-xiang.DUKe-ming.HANHua-feng.JIAQian无线远程监控技术在设施农业管理中的应用与展望-内蒙古农业大学学报（自然科学版）2007,28(3)本文针对农业生产现场分散偏远等特点,通过传感器、无线通信、互连网络等技术的集成与优化,设计并实现了1种无线远程数据采集系统,可进行远距离、多要素、多目标相关数据的采集、传输与网络发布.为了验证该系统在信息远程传输与管理上的功能,分别在温室大棚、沼气池、畜禽水产养殖场、农业园区等场所进行了应用.结果表明,系统性能稳定、采集数据可靠,可通过数据分析,实现对异地远距离对象的诊断与管理,具有广泛的应用前景.4.学位论文钱俊兵32位单片机在农业生物环境控制中报警及数显系统的开发研究2005中国农业科学院的专家称：设施农业是未来的发展方向。我国目前现代化农业高新技术设施相对匮乏，现代化农业设施商品化空间巨大。设施农业是集生物工程、农业工程、环境工程、控制工程为一体，跨部门、多学科综合的系统工程，是在外界不适季节，通过设施及环境调节，为作物营造较为适宜的生育环境，达到早熟、高产、优质、高效的集约化生产方式。在分析了当前各种单片机及其控制系统方案的基础上，选定当前先进的ARM单片机控制作为本系统开发研究的基础。因为当前国内可控农业(温室)主要是人工读取温度数据，然后手动控制温度调控设备，使得劳动者的劳动强度加大。针对这种情况，本论文设计了基于ARM单片机自动检测调控系统。此系统由以下子系统组成：数据采集系统；显示、报警和调控系统；设备执行系统。其中数据采集系统完成温度数据的采集和转换处理；显示、报警和调控系统完成温度显示、报警和对温度的判断、调控，即对数据采集系统采集到的温度数据按设计的标准进行处理，再根据处理的结果做出相应的决策；设备执行系统完成决策的实施(执行开启、关闭设备的动作)。因为能力和时间的有限，本论文选择显示、报警和调控系统作为开发研究的对象：本系统在设计时把控制对象的温度状况通过数码管显示出来；对十位数上的数据进行“灭零”处理；设计了温度超出标准报警功能和温度自动调控功能。同时为其余两个系统设计了相应的接口。这样，使整个系统的结构清晰且各个子系统相互“独立”，为以后独立完成其余子系统的设计，提供了基础。通过试验本设计，证明本系统完全满足设计的功能和要求。本论文作为设施农业控制中的一部分，且本人是初次进行整个系统的独立设计，论文中必然存在需要不断改进和完善的地方。最后，对本论文作了总结并提出了ARM单片机控制系统今后发展的方向。v5.会议论文孙忠富.王迎春.褚金翔.杜克明.韩华峰.贾倩无线远程监控技术在设施农业管理中的应用与展望2007本文针对农业生产现场分散偏远等特点,通过传感器、无线通信、互连网络等技术的集成与优化,设计并实现了1种无线远程数据采集系统,可进行远距离、多要素、多目标相关数据的采集、传输与网络发布.为了验证该系统在信息远程传输与管理上的功能,分别在温室大棚、沼气池、畜禽水产养殖场、农业园区等场所进行了应用。结果表明,系统性能稳定、采集数据可靠,可通过数据分析,实现对异地远距离对象的诊断与管理,具有广泛的应用前景.6.学位论文刘建华设施农业环境信息采集系统的研制2002该文介绍了一种实用的农业环境信息采集管理系统,该系统由便携式环境参数测量仪、数据转存器和数据管理系统软件组成,系统以AT89C51单片机为核心,便携式环境参数测量仪应用先进的数字式传感器技术,检测技术和微型计算机技术系统,来实现对农田环境的温度、湿度、光照和雨量（预留）的检测,系统主要通过单片机的I/O口、定时器/计数器和外部中断来实现温度数值、湿度频率值和雨量数值的读取.系统主要由数据采集模块、数据存储模块、键盘扫描模块、输出显示模块和通讯模块组成,能定时完成环境参数的采集、存储、显示浏览等功能;数据转存器能完成将多台数据转存器的数据转存于计算机;数据管理系统软件能实现环境参数的显示、查询、统计和打印等功能.由于系统采用全数字传感器,抗干扰能力强,便于远距离传输,整个系统具有较高的性能价格比,操作简单,性能可靠,具有较强的实用性.7.会议论文祁宦设施农业小气候技术服务系统2003设施农业小气候技术服务系统是我们在2年多的实际技术服务中,总结人工技术服务经验的基础上开发的一套计算机自动化系统,通过1年来的试运行,在生产实践中具有较强的应用价值.系统设计采用模块化结构,内容包括数据采集模块,设施蔬菜、花卉、水果的生产管理建议、生育期预测、产量预测、上市期预测等服务模块,设施建造和防灾减灾服务模块,预测模型、控制模型等模型信息库、指标信息库、对策建议信息库等管理模块,并采用开放结构,用户可随时对系统有关知识库进行更新.形成的设施农业小气候服务产品通过农网、专业气象警报网、电视天气预报、电话、传真等形式发布,设施建造气候评估服务产品则采用书面材料形式,直接为客户服务.该系统的开发应用满足了设施农业气象服务的基本要求,同时也为气象部门开展更深层次的设施农业小气候技术服务提供了宝贵的参考经验.8.会议论文杨其长.孙忠富.魏灵玲.刘文科.鲍顺淑.程瑞锋中国设施农业研究现状及发展战略2009本文以设施农业的发展背景分析为基础,介绍了目前国际上在温室智能化管理、节能与新能源利用、高效栽培、植物工厂和温室机器人等设施农业关键技术领域的发展趋势,对我国设施农业的研究现状和问题进行了系统阐述。针对目前我国设施农业存在的问题,提出了今后应重点在温室结构优化与新型材料开发、基于作物生长模型的温室数据采集与智能化控制、温室高效生产综合配套技术、温室节能与资源高效利用以及植物工厂等方面进行优先研究的发展战略和建议。9.学位论文徐海军喷雾机器人嵌入式控制系统的研制2006随着设施农业的发展，温室自动喷雾机器人已成为研究热点。但因为温室室内高温高湿的工作环境，对机器人控制系统的可靠性与稳定性提出了较严格的要求。因此为了提高控制系统的可靠性以及导航精度，本文研制出了一种基于电磁诱导导航的喷雾机器人嵌入式控制系统。主要研究工作包括：1.在深入分析比较各种控制系统特性的基础上，搭建了基于PC/104总线的喷雾机器人嵌入式控制系统。该系统集成了传感器系统、驱动系统、喷雾控制电路、PC/104控制系统和无线通信接口。其中PC/104控制系统，主要由CPU模块(PCM-3350)、数据采集模块(PCM-3718HG)和定时计数模块(CDT-800)构成。2.基于电磁导航方式，研究了一种基于模糊PID复合控制的四轮独立驱动机器人路径跟踪算法，该算法通过一个切换指标来自动切换PID控制器和模糊控制器，既发挥了PID控制精度高、稳态性能好的特点，又结合了模糊控制抗干扰能力强和反应迅速的特点。3.在分析PC/104系统软件多种开发方式的基础上，基于DOS实时操作系统编写了整个控制程序。设计了A/D采集子程序、PWM调速子程序、喷雾控制子程序以及无线通信子程序，实现了机器人的高精度路径跟踪和自动喷雾控制。并给机器人设定了两种控制方式：本地控制和遥控控制；两种工作模式：手动模式和自动模式，提高了机器人对环境的适应性和灵活性。4.设计了喷雾控制电路。该喷雾控制单元主要由一个改装电动喷雾器、一个电磁阀以及相关的接口驱动电路组成。通过I/O口可控制电磁阀来实现喷雾的开/闭。5.在控制系统中设计了一个无线通信接口，可用于操作者对机器人进行遥控操作。实验表明，控制系统运行稳定，满足温室喷雾作业的要求。10.期刊论文陈卫.王定成.毛雪岷.方廷健HQ-1型温室智能控制系统-电子技术应用2001,27(5)针对设施农业全自动控制的需要,研制了HQ-1型温室智能控制系统。该系统以PC机为上位机,单片机系统为下位机,实现了对温度、湿度、光照强度、CO2浓度、pH值、EC值、液位等24路模拟量的数据采集,以及天窗、遮阳网、通风机、补光灯等21路状态开关量的检测和自动控制。本文链接：授权使用：上海海事大学(wflshyxy)，授权号：2ef23a1d-e90d-49e8-8314-9dec00d895fd下载时间：2010年9月9日