嵌入式温室控制系统研究

嵌入式温室控制系统研究

论文摘要

随着人们对农产品品质要求的提高,以及对反季节产品需求的大幅上升,基于现代温室的作物栽培方式越来越体现出它的重要性。温室环境控制技术必将和生产实践相结合,作为成熟的产品推向市场。针对温室产业化的需求,本文结合嵌入式技术,设计了一款能调节温湿度、光照度、二氧化碳浓度等环境参数的自动化温室控制系统。采用主从式分布结构组建温室控制系统,控制主机和温室功能模块通过RS485进行数据通信,功能模块以节点的形式挂在通信总线上,节点数目可以根据温室规模大小以及控制需求任意调整。对温室控制系统的软硬件进行设计。控制主机采用ARM9芯片S3C2410A作为处理器,软件平台采用Windows CE嵌入式操作系统构建。应用软件负责温室环境总体控制,功能包括自动控制方案的执行、温室控制命令的发送、温室环境参数的实时显示以及历史数据的保存、人机交互等功能,采用基于MFC对话框的程序框架结构编程。温室功能模块采用MCS51系列单片机作为处理器,实现对温室环境传感器的实时读取以及温室控制执行设备的监控,包括A/D采集、数字量输入以及开关量控制三类功能。其中A/D采集模块用于读取模拟型环境传感器的现场值,数字量输入模块监测温室执行设备的运行状态,开关量控制模块控制执行设备的运行。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 目录
  • 第一章 绪论
  • 1.1 课题研究背景
  • 1.2 温室控制技术综述
  • 1.2.1 国外温室控制技术发展
  • 1.2.2 我国温室控制技术发展
  • 1.2.3 新型技术在温室控制中的应用
  • 1.3 嵌入式系统
  • 1.3.1 ARM处理器
  • 1.3.2 Windows CE嵌入式操作系统
  • 1.4 课题的研究意义及内容
  • 第二章 温室控制系统总体设计
  • 2.1 温室环境控制
  • 2.1.1 温室环境参数与执行设备对应关系
  • 2.1.2 主要温室环境参数的控制方式
  • 2.2 温室控制系统的功能分析
  • 2.2.1 温室环境传感器及其检测
  • 2.2.2 执行设备的控制
  • 2.3 总体设计
  • 2.4 本章小结
  • 第三章 嵌入式温室控制系统硬件设计
  • 3.1 控制主机
  • 3.1.1 微处理器选择
  • 3.1.2 系统电源
  • 3.1.3 复位电路
  • 3.1.4 存储器系统
  • 3.1.4.1 Nor Flash电路
  • 3.1.4.2 Nand Flash电路
  • 3.1.4.3 SDRAM电路
  • 3.1.5 RS485电路
  • 3.1.6 以太网电路
  • 3.1.7 液晶接口电路
  • 3.1.8 调试接口电路
  • 3.2 温室控制系统的功能模块
  • 3.2.1 A/D采集电路
  • 3.2.2 数字量采集电路
  • 3.2.3 开关量控制电路
  • 3.3 印制电路板的设计
  • 3.3.1 印制电路板布线
  • 3.3.2 印制电路板抗干扰技术
  • 3.4 本章小结
  • 第四章 温室控制系统软件平台定制
  • 4.1 Windows CE开发流程
  • 4.1.1 Platform Builder 5.0
  • 4.1.2 Windows CE定制流程
  • 4.2 BSP的开发
  • 4.2.1 Boot Loader的开发
  • 4.2.1.1 系统初始化
  • 4.2.1.2 Eboot主控函数
  • 4.2.1.3 配置文件
  • 4.2.2 OAL层的开发
  • 4.2.3 流驱动的开发
  • 4.2.3.1 流驱动接口函数
  • 4.2.3.2 流驱动的导出与编译设置
  • 4.2.3.3 流驱动的加载
  • 4.3 温室软件平台定制
  • 4.3.1 添加特征组件
  • 4.3.2 编译操作系统映像
  • 4.4 本章小结
  • 第五章 嵌入式温室控制系统软件设计
  • 5.1 系统通信协议
  • 5.2 功能模块固件
  • 5.3 主机应用软件
  • 5.3.1 EVC++软件环境
  • 5.3.2 应用软件的功能
  • 5.3.3 主机RS485通信
  • 5.3.3.1 RS485通信设置
  • 5.3.3.2 RS485收发程序
  • 5.3.4 Windows CE自带数据库调用
  • 5.3.5 温室环境自动控制
  • 5.3.5.1 带区间的双位自动控制
  • 5.3.5.2 控制参数设定
  • 5.4 本章小结
  • 第六章 总结与展望
  • 6.1 全文总结
  • 6.2 后续研究与展望
  • 参考文献
  • 致谢
  • 攻读学位期间发表的学术论文
  • 相关论文文献

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