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基于IEEE1451.2标准的温室数据采集系统的研究与设计

作　者: 陈杰
导　师: 杨祥龙；王立人
学　校: 浙江大学
专　业: 农业生物环境与能源工程
关键词: 智能传感器 IEEE1451.2标准数字滤波 STIM 温室数据采集系统
分类号: S625.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
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内容摘要

数据采集系统中,传感器技术是其中的核心。现代传感技术中,MEMS技术的应用和传感器的智能化是传感器技术的发展的2个主要方向。本文结合浙江省科技厅重点课题“基于嵌入式技术低成本适用性设施农业环境测控系统关键技术研究”,将基于IEEE1451.2标准的智能传感器首次应用到温室测控系统中,论文相关设计中实现了系统的软硬件设计开发,并经过初步调试表明效果良好。论文在分析了国内生产性温室测控系统的实际应用情况后,针对温度、湿度、光照3个在生产性温室中最为常用的环境因子,以及温室测控的实际要求,选择了合适的传感器:温度传感器LM35,湿度传感器HIH4000,光照传感器JY526,并将这几种传感器进行了集成,便于实际生产中应用。本文在介绍了IEEE1451.2标准的基础上,分析了IEEE1451.2标准的特点,总结了前人的相关研究分析。选用PIC16F873A芯片为主控制器,24LC256为扩展EEPROM,STIM和NCAP之间通过RS232连接,从而实现了基于该标准的硬件结构。软件实现上,在允分分析了IEEE1451.2标准的8种TEDS的基础上,设计了3种(5个)TEDS,分别为Meta TEDS,温度通道TEDS,光照通道TEDS,湿度通道TEDS,Meta-ID TEDS,其中前4个TEDS为标准规定必须实现的TEDS。通过串口调试助手的调试,表明:本系统可以实现对IEEE1451.2标准指令的执行。在对现有基于单片机的平均数字滤波、去极值平均数宁滤波程序的分析的基础上,本文提出了一种对去极值平均数字滤波的改进数字滤波方法。实验结果表明:改进后的算法测量数据的平均相对误差和变异系数分别为0.00152和0.1363%,说明改进后的算法反应的检测设备的准确度和精密度均有提高。论文的最后对设计完成的系统在串口调试助于V2.2环境下,实现的基于IEEE1451.2标准TEDS指令和传感器读取给出了实际的运行图,并对奉设计的进一步需要完善和改进的地方提出了作者自己的建议。

基于IEEE1451.2标准的温室数据采集系统的研究与设计

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