灌区闸门远程控制系统设计.pdf

要摘农业灌溉用水在我国水资源利用中占有很大的比例,因此,在水资源日益短缺的今天,提高农业用水的利用率是非常重要的。灌区闸门远程控制系统的设计则旨在通过远程分析数据并实时控制灌区闸门以实现节水灌溉的目的。本文提出了灌区闸门远程控制系统的设计方案。该系统通过现场仪表设备进行现场控制和数据采集,通过冻讨斩说ピ存储数据信息并与中心监控站通信,利用远程数据传输接收或者发送数据。对各个主要部件的选型进行了分析,并对远程通信方式进行讨论,最后选择方式实现无线数据传输。在挠布杓浦校∪砥鱏魑V餍酒杓屏存储电路、串口电平转换电路、显示电路、通信模块、电源模块、输入输出等功能模块。在通信模块上选用了低功耗的芯片,保证系统的稳定性。在娜砑杓浦校紫榷詉疧狪僮飨低骋浦步蟹治觯缓蟾了软件部分的总体结构,并根据系统的设计需求,完成了中断处理、采样、键盘检测、允尽⒖刂剖涑觥⒋型ㄐ乓约霸冻淌荽淠?榈娜砑杓朴实现。在远程数据传输上利用无线通信来实现,保证了数据传输的稳定性和传输效率。对数据传输部分的分层结构进行了分析,并根据本系统的特点选择了湫椋隽薌荽涞牧鞒獭M碧致哿薙实现远程数据传输的方法。最后,对牡凸牡氖迪纸辛颂致郏直鸫佑布腿砑慕嵌壤捶析怎样降低功耗。在硬件上,从低功耗器件的选择,处理器的一些设置如电源管理、时钟频率的设置、关闭一些外设控制器,以及电路形式包括上拉/下拉电阻的选取等角度束讨论了硬件低功耗的设计方法。在软件上,从代码的优化,利用程序控制处理器工作时间和方式,降低采样速率以及提高通信模块的传输速率等角度讨论了软件低功耗的设计方法。关键词:远程控制,珹琁疧狪凸武汉理工大学硕士学位论文
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第滦髀引言我的四分之一,农田灌溉用水则需要占用百分之七十左右。我国是一个农业大国,农田分布广泛,农田的灌溉也成为了农业生产的一个重要的部分。与此同时,全球的气候条件也在发生着变化,近年来我国各地都遭遇过不同程度的旱情。面对着气候条件的越来越严峻,水资源的严重不足,我国大部分地区的农业用水的利用率却很低,仅为百分之四十左右,大大低于欧美等发达国家和地区。因此,对水资源的合理利用,特别是农业用水的高效利用,成为了目前社会各界的一个重要研究方向。目前我国农业用水的利用率偏低,一个重要原因在于,很多地方的农田灌区的水渠闸门都是由人工手动控制,数据也是人工记录。人工控制闸门的开关无法准确计量灌溉用水量,容易造成水资源的浪费,而且我录的数据很难做到统一管理,对灌区的信息也不能做到统一分析,灌溉用水量也得不到统一的调配和控制。随着现代高新技术的发展,利用现代化技术提高农业灌溉效率成为必行趋势。水利信息化是通过充分利用现代信息技术,深入开发和广泛利用水利信息资源,合理分配水资源,有效利用水资源,全面提升水资源的利用率,以期达到最佳的防洪、灌溉、抗旱和水土保持目的的有效手段】。灌区闸门远程控制系统是根据水利信息化的要求,专为水库等灌区的闸门控制的需要设计的,它利用了现代计算机控制技术和无线网络通信技术,通过高可靠的冻讨斩说ピ系统和高精度传感器信号检测;能根据现场情况以及各级控制命令实现对灌区闸门的远程监测、远程通信以及远程控制。通过该系统,我们可以在远程中心控制室灵活控制闸门升降,及时了解现场设备运行状态和相关数据情况,对闸门的工作状态、闸门开度、上下游水位等各项数据进行实时记录,并对灌区多个闸门进行集中控制和数据比对,为水资源的合理调度提供数据基础【武汉理工大学硕士学位论文
论文研究现状分析⒄ü恿骱退馍系挠τ弥饕S械テ街挚刂品绞健4车牡テ刂品绞剑淙痪哂谐杀窘系汀⑸杓萍虻サ特点,但其片内资源有限,尤其是疧口数量有限,无法满足输入输出数字量比较多的场合,同时其网络功能不够健全,通信方式采用串口通信,其传输速率低且不能远距离传输,在使用中抗干扰能力也较差】。允至康拇砉δ比较强的,而且其控制对象的数量也非常大,但褂玫淖ㄓ米芟摺⒆ㄓ猛信网络及协议,通用性较差,实时性也得不到保障【,而且喽杂诘テ或其他处理器来说价格要贵很多,利用醋魑猂成本也是非常高的。由于灌区闸门远程控制器需要工作在农田中,可能会遭遇雷电降雨等恶劣环境,因此,必须保证控制器的稳定性和可靠性,同时,也要考虑缺乏市电的情况,此时现地控制系统需要依靠太阳能蓄电池作为电源,所以必须保证控制器的低功耗T诒鞠低车纳杓浦校餍酒捎肁芯片,能够提高现场数据采集和控制对象的数量,同时也能够保证控制系统的实时性。在目前的远程控制系统中,通信方式主要分为有线和无线两种。其中,有线通信主要包括架设光缆