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一種基于現場總線的節水灌溉系統設計方法.pdf

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一種 基于 現場總線 節水 灌溉系統 設計 方法
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摘要
申請專利號:

CN201610929568.0

申請日:

20161031

公開號:

CN108012828A

公開日:

20180511

當前法律狀態:

有效性:

審查中

法律詳情:
IPC分類號: A01G25/16 主分類號: A01G25/16
申請人: 哈爾濱派騰農業科技有限公司
發明人: 馬廷彥
地址: 150036 黑龍江省哈爾濱市香坊區公濱路572號7單元3樓1號
優先權: CN201610929568A
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201610929568.0

授權公告號:

法律狀態公告日:

法律狀態類型:

摘要

本發明公開了一種基于現場總線的節水灌溉系統設計方法,所述方法包括以下步驟:第一步,確定從節水灌溉自動化的角度出發設計和研究中小型灌區、農場的經濟實用的自控管理系統;第二步,對灌區自控管理系統通信網絡的總體需求和總體架構進行設計;第三步,完成灌溉系統通信網絡的基本硬件設計;第四步,完成CAN灌溉系統通信網絡的基本軟件設計;第五步,對上位機的軟件架構進行設計;到田間現場進行CAN網絡系統的控制操作。本發明的基于現場總線的節水灌溉系統設計方法,針對中小型灌區、農場的灌溉自控管理系統進行研究,設計一種通過PC機作為主控上位計算機、CAN現場總線作為下位網絡的節水灌溉系統,解決了農業灌溉方面的節水問題。

權利要求書

1.一種基于現場總線的節水灌溉系統設計方法,其特征在于,所述方法包括以下步驟:第一步,綜合分析當今世界和我國水資源情況和用水情況,尤其是農業用水情況,特別分析節水灌溉的緊迫性,確定從節水灌溉自動化的角度出發設計和研究中小型灌區、農場的經濟實用的自控管理系統;第二步,進行通信技術的選型,比較多種現場總線通信技術后,根據系統實用、經濟、新穎的特性要求最終確定選用CAN總線作為實現本灌溉系統的網絡技術;在CAN總線的技術規范下,對灌區自控管理系統通信網絡的總體需求和總體架構進行設計;第三步,完成灌溉系統通信網絡的基本硬件設計,對其進行調試,達到系統的設計要求;第四步,完成CAN灌溉系統通信網絡的基本軟件設計,確定CAN應用層的基本協議規范,并完成基本的通信程序及流程;第五步,對上位機的軟件架構進行設計,并選擇合適的開發工具;第六步,到田間現場進行CAN網絡系統的控制操作,證明系統硬件設計和軟件設計是成功的,達到設計的預期目的。2.根據權利要求1所述的基于現場總線的節水灌溉系統設計方法,其特征在于:所述第三步的具體工作為設計一下位CAN總線網絡與上位機通過串口通信的PC-CAN模塊和一置于田間灌溉現場的田間節點。

說明書

技術領域

本發明涉及一種基于現場總線的節水灌溉系統設計方法,屬于農業自動化技術領域。

背景技術

灌溉用水從水源到田間,到被作物吸收、形成產量,其過程包括水資源調配、輸配水、田間灌水和作物吸收等四個環節;在各個環節所采取的相應節水措施,組成了一個完整的節水灌溉技術體系,包括水資源優化調配技術、節水灌溉工程技術、農藝及生物節水技術和節水管理技術;節水管理技術是指根據作物需水規律控制或調配水源,以最大限度地滿足作物對水分的需求,實現區域效益最佳的水分調控管理技術,其內容包括:灌溉用水管理自動信息系統、輸配水自動量測及監控技術,土壤墑情自動監測技術、節水灌溉制度等;其中,輸配水自動量測及監控技術采用高標準的量測設備,及時準確地掌握灌區水情,如水庫、河流、渠道的水位、流量、抽水水泵運行情況、在全世界范圍內,灌溉水的平均有效率僅及37%,其余的63%都浪費了;這不僅浪費了水源,增加了成本,而且還造成養分的流失,更嚴重的是引起土壤鹽漬化和水澇,造成地下水污染,以及引起某些疾病(如瘧疾和血吸蟲病)的傳播等問題。

發明內容

為解決上述問題,本發明提出了一種基于現場總線的節水灌溉系統設計方法,針對中小型灌區、農場的灌溉自控管理系統進行研究,設計一種通過PC機作為主控上位計算機、CAN現場總線作為下位網絡的節水灌溉系統,解決了農業灌溉方面的節水問題。

本發明的基于現場總線的節水灌溉系統設計方法,所述方法包括以下步驟:

第一步,綜合分析當今世界和我國水資源情況和用水情況,尤其是農業用水情況,特別分析節水灌溉的緊迫性,確定從節水灌溉自動化的角度出發設計和研究中小型灌區、農場的經濟實用的自控管理系統;

第二步,進行通信技術的選型,比較多種現場總線通信技術后,根據系統實用、經濟、新穎的特性要求最終確定選用CAN總線作為實現本灌溉系統的網絡技術;在CAN總線的技術規范下,對灌區自控管理系統通信網絡的總體需求和總體架構進行設計;

第三步,完成灌溉系統通信網絡的基本硬件設計,對其進行調試,達到系統的設計要求;

第四步,完成CAN灌溉系統通信網絡的基本軟件設計,確定CAN應用層的基本協議規范,并完成基本的通信程序及流程;

第五步,對上位機的軟件架構進行設計,并選擇合適的開發工具;

第六步,到田間現場進行CAN網絡系統的控制操作,通信控制效果令人滿意,證明系統硬件設計和軟件設計是成功的,達到設計的預期目的。

進一步地,所述第三步的具體工作為設計一下位CAN總線網絡與上位機通過串口通信的PC-CAN模塊和一置于田間灌溉現場的田間節點。

本發明與現有技術相比較,本發明的基于現場總線的節水灌溉系統設計方法,針對中小型灌區、農場的灌溉自控管理系統進行研究,設計一種通過PC機作為主控上位計算機、CAN現場總線作為下位網絡的節水灌溉系統,解決了農業灌溉方面的節水問題。

具體實施方式

本發明的基于現場總線的節水灌溉系統設計方法,所述方法包括以下步驟:

第一步,綜合分析當今世界和我國水資源情況和用水情況,尤其是農業用水情況,特別分析節水灌溉的緊迫性,確定從節水灌溉自動化的角度出發設計和研究中小型灌區、農場的經濟實用的自控管理系統;

第二步,進行通信技術的選型,比較多種現場總線通信技術后,根據系統實用、經濟、新穎的特性要求最終確定選用CAN總線作為實現本灌溉系統的網絡技術;在CAN總線的技術規范下,對灌區自控管理系統通信網絡的總體需求和總體架構進行設計;

第三步,完成灌溉系統通信網絡的基本硬件設計,對其進行調試,達到系統的設計要求;

第四步,完成CAN灌溉系統通信網絡的基本軟件設計,確定CAN應用層的基本協議規范,并完成基本的通信程序及流程;

第五步,對上位機的軟件架構進行設計,并選擇合適的開發工具;

第六步,到田間現場進行CAN網絡系統的控制操作,通信控制效果令人滿意,證明系統硬件設計和軟件設計是成功的,達到設計的預期目的。

其中,所述第三步的具體工作為設計一下位CAN總線網絡與上位機通過串口通信的PC-CAN模塊和一置于田間灌溉現場的田間節點。

上述實施例,僅是本發明的較佳實施方式,故凡依本發明專利申請范圍所述的構造、特征及原理所做的等效變化或修飾,均包括于本發明專利申請范圍內。

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