智能灌溉监控系统的设计与应用研究

摘要

该文对智能监控技术在灌溉系统上的应用进行了研究,设计了一个由嵌入式测控终端和中央监控计算机组成的灌溉监控网络系统.系统引进了最新的计算机、电子、网络和通信等相关领域的最新成果,通过对土壤湿度、电导率、酸碱度及空气温湿度等信号的采集,实现全自动灌溉.由中央监控计算机通过总线控制各个测控终端,并且由内置的给水和给肥专家系统及通过Internet获取的天气信息进行节水灌溉预报.现代产业正在向大型、连续、综合化发展,形成了复杂的生产过程,而产品则出现越来越智能、宜用、小型化的特点.对于这些生产过程和产品的设计,面临着一系列用传统方法不能解决的新问题,比如不确定性广泛存在;信息形式多样化,信息量庞大;系统功能要求越来越高.为了解决这些新问题,必须研究新型的系统结构,建立新的理论和方法,这就从工程实践方面导致了智能监测控制系统的产生,出现从常规的计算机监控系统向智能监测控制系统发展.该文对其在灌溉系统上的应用研究进行了以下工作:首先对各种灌溉系统进行了比较,探讨灌溉系统的智能实现,包括:网络监控、无线传输(短消息监控)和人工智能.然后进行了嵌入式测控端的软硬件设计,包括:数据采集、土壤湿度的测量、输入输出接口及总线设计等等.最后探讨了中央监控计算机上的智能实现,包括:基于Prolog的专家系统构建、基于RS-485的总线通信方案、通过HTTP协议自动获取天气预报及监控管理软件的设计等.

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

1.1课题的来源、目的和意义

1.1.1课题的来源

1.1.2选题的目的和意义

1.2课题的研究背景

1.3相关研究综述

1.4本文的主要研究内容

第2章智能灌溉系统的总体设计

2.1各种自动灌溉系统介绍

2.1.1太阳能灌溉系统

2.1.2无线遥控灌溉系统

2.1.3总线控制灌溉系统

2.2智能灌溉系统的总体设计

2.3自动灌溉系统的智能实现

2.3.1网络监控(Network Monitoring)

2.3.2无线传输(GSM、SMS)

2.3.3人工智能(Artificial Intelligence)

第3章测控终端硬件部分的设计

3.1数据采集部分

3.1.1土壤湿度的测量

3.1.2电导率和pH值的测量

3.2前向通道配置与接口设计

3.2.1单片机(MCU)的选用

3.2.2传感检测电路

3.3输出通道及总线设计

3.3.1输出通道设计

3.3.2测控终端互连通信

第4章测控终端嵌入式软件设计

4.1数据处理子程序的编写

4.2串口通信子程序的编写

第5章中央监控计算机的智能实现

5.1灌溉专家系统的设计

5.1.1专家系统概述

5.1.2农业专家系统的发展与应用

5.1.3灌溉专家系统的设计

5.2通信过程的处理

5.2.1远程监控技术

5.2.2无线通信的方式

5.2.3有线通信的方式

5.3自动获取天气预报

5.3.1 HTTP协议

5.3.2自动获取天气预报程序

5.4监控管理软件的设计

5.4.1串行数据通信

5.4.2数据管理

第6章测控终端样机的设计与研制

第7章总结与研究展望

7.1全文总结

7.2研究展望

攻读硕士学位期间发表的学术论文

参考文献

致谢