农事信息采集系统的研究与设计

论文摘要

为了实现从“农田到餐桌”的全过程食品安全监控，需要建设农产品质量追踪体系，目的在于明确农产品的身份，建立农产品质量档案，一旦发现有质量问题的农产品，可以追踪到问题发生的环节和其生产者，以便采取有效措施加以纠正。通过建立质量追踪体系，可以促进形成一种不断提高产品质量的新机制。目前农产品质量安全追踪体系的薄弱环节在农产品生产阶段的质量监控上，由于农产品生产周期较长，生产活动较分散，故对农产品的生产活动进行有效监控十分困难。这一阶段质量追踪的主要内容是要采集记录农药、化肥使用情况和灌溉、育苗和收获等信息。由于农药残留和生态污染主要发生在这一阶段，因此本文主要内容是探讨如何在农产品生产阶段进行合理有效的质量监控。本文设计的农产品生产阶段的质量追踪系统包括手持操作终端和上位机软机两大部分。操作者使用手持终端记录随时进行的农事活动信息，信息记录保存在手持终端的存储器中；保存在手持终端中的农事信息记录通过RS232传输到上位机数据库，由上位机生成农事操作的存档报表，并可以通过互联网实时发布。本文主要内容是农事信息采集系统手持操作终端软硬件系统的设计。手持终端在设计上实现了菜单式操作和管理农事信息；并能够通过一定的通信协议把手持终端内存储的农事信息通过RS232传输到上位机数据库。手持终端硬件主要有单片机、FLASH存储芯片、LCD(Liquid Crystal Display)显示、电源系统、实时时钟、按键等组成；手持终端软件采用C51模块化编程，主要实现了多层菜单式操作，大容量信息存取和读取，实时时钟和上下位机信息传输等。软件总体结构采用消息驱动的前／后台结构，程序主体在中断(定时、串口)的驱动下运行。系统初步设计成功并投入示范基地进行试验，初步达到了设计的要求；专用手持终端系统的设计实现了电子无纸化信息记录，数据库技术的使用方便了信息的统计和发布；但整个系统有待结合农业生产现状进行改进。该论文由国家农业信息化工程技术研究中心承担的国家科技支撑计划项目“农产品流通过程信息化关键技术与系统研发”资助。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究背景
• 1.2 国内外农产品质量追踪系统发展现状
• 1.2.1 国外农产品质量追踪系统发展现状
• 1.2.2 国内农产品质量追踪系统发展现状
• 1.3 课题来源及主要内容
• 1.3.1 课题来源
• 1.3.2 课题研究目标
• 1.3.3 课题主要内容
• 1.3.4 承担部分课题的主要研究内容
• 1.3.5 研究工作及本论文主要内容
• 1.3.6 主要工作
• 第二章 农事信息采集系统总体设计
• 2.1 系统总体结构
• 2.2 系统工作原理
• 2.3 手持终端功能实现的主要操作流程
• 第三章 手持终端硬件设计
• 3.1 手持终端的硬件组成
• 3.2 各主要功能单元
• 3.2.1 电源系统
• 3.2.2 单片机C8051F022
• 3.2.3 键盘电路
• 3.2.4 液晶和28VF040连接和地址分配
• 3.2.5 FLASH存储芯片28VF040
• 3.3.6 时钟电路
• 3.2.7 液晶显示电路
• 3.3 抗干扰电路设计
• 3.3.1 单片机的硬件抗干扰设计
• 3.3.2 单片机的软件抗干扰设计
• 第四章 手持终端接口协议
• 4.1 串行通信概述
• 4.2 字库和产品信息下载接口协议
• 4.3 产品信息文件编码格式
• 第五章 手持终端软件系统设计
• 5.1 软件主程序流程
• 5.2 系统的配置
• 5.3 软件主要模块
• 5.3.1 显示
• 5.3.2 菜单
• 5.3.3 28VF040操作函数
• 5.3.4 汉字输入
• 5.3.5 键盘处理程序
• 5.3.6 实时时钟
• 5.3.7 功耗管理
• 5.4 输入的农事信息在手持终端中的保存及管理
• 第六章 手持终端系统调试
• 6.1 串口ISP程序下载
• 6.2 编译器KEILC C51
• 6.3 系统用到的其它工具软件
• 6.4 开发调试过程中遇到的问题
• 第七章 农事信息采集系统上位机软件的设计
• 7.1 上下位机通讯的软件实现
• 7.1.1 串行口编程
• 7.1.2 数据处理流程
• 7.2 网站的实时发布更新
• 7.2.1 IIS与ASP
• 7.2.2 网站的其他功能
• 第八章 系统分析及总结
• 参考文献
• 附录1
• 附录2
• 致谢
• 攻读研究生期间发表过的论文