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基于GSM的山地橘园灌溉机组的远程控制系统的研究

作　者: 马敏
导　师: 樊啟洲
学　校: 华中农业大学
专　业: 农业电气化与自动化
关键词: GSM SMS 灌溉 远程控制 单片机
分类号: S274.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 57次
引　用: 1次
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内容摘要


我国是柑橘产业大国,柑橘栽培面积和产量均居世界前列,其中主产区分布在山区丘陵、坡地地带。柑橘生长产果期间的干旱少雨水是影响柑橘产量和品质的一大主要因素,需合理实施柑橘园的灌溉。研发一种适应我国国情,适合果农使用的,满足“省力、低成本”的发展要求,通用、可远程控制的柑橘园灌溉控制系统显得十分有必要。本课题研制了一种基于GSM(Global System for Mobile Communication)的SMS(Short Messaging Service)的柑橘园电动灌溉机组远程控制系统。本系统主要由通信模块、控制模块、驱动及触发模块、指示灯与语音警示模块、电源模块和手机及监控平台等组成,其中通信模块采用GSM短信模块,控制模块采用MSP430系列单片机,驱动及触发模块采用固态继电器及可控硅应用电路。当要对灌溉系统进行控制时,使用手机或监控平台发送系统短信控制指令,GSM短信模块接收短信控制指令并传给MSP430单片机,MSP430单片机根据接收到的短信控制指令控制驱动及触发模块,进而实现对柑橘园灌溉的控制：当控制指令完成后,MSP430单片机将反馈信息及采集的数据传给GSM短信模块,由GSM短信模块再经过各级移动基站组成的GSM网络传给设定为监控用的手机和监控平台,可方便手机查询及在监控平台上进行数据分析处理。本系统采用模块化设计的理念,运用嵌入式技术,能合理利用柑橘园现有电动灌溉机组,保证系统移植性能,便于拓展和升级。实验表明本系统可实现灌溉的远程控制、现场语音警示、短信息反馈、灌溉信息的采集、查询和存储等功能,适用于各类手机或无线电话。收发短信号码可根据需要随时改变,并具有防电话骚扰和删除垃圾短信等功能。

全文目录


摘要  6-7
Abstract  7-9
第1章 绪论  9-14
  1.1 课题的背景  9-10
  1.2 国内外研究现状  10-11
  1.3 GSM移动通信简介  11-12
  1.4 GSM移动通信在农业领域内利用现状  12
  1.5 课题研究的目的和意义  12-13
  1.6 课题的主要内容  13-14
第2章 系统总体设计  14-21
  2.1 远程控制数据传输方式的选择  14-15
  2.2 系统总体结构设计  15-18
  2.3 通信模块的选择  18-19
  2.4 控制模块的选择  19
  2.5 灌溉水泵的选择  19-21
第3章 系统的硬件设计  21-31
  3.1 通信模块电路设计  21-23
  3.2 控制模块电路设计  23-24
  3.3 驱动及触发模块电路设计  24-29
    3.3.1 固态继电器  24-26
    3.3.2 固态继电器驱动电路设计  26-27
    3.3.3 可控硅驱动电机应用电路  27-28
    3.3.4 保护电路及散热设计  28-29
  3.4 指示灯与语音警示模块电路设计  29
  3.5 电源模块电路设计  29-31
第4章 系统的控制程序设计  31-52
  4.1 系统程序设计总述  31-35
    4.1.1 实时操作系统(RTOS)  31
    4.1.2 嵌入式MATLAB  31-32
    4.1.3 人机交互界面设计  32-33
    4.1.4 系统程序流程图  33-35
  4.2 程序设计平台  35
    4.2.1 集成开发环境(IDE)  35
    4.2.2 MATLAB GUI  35
  4.3 系统下位机程序设计  35-46
    4.3.1 GSM AT命令设置  35-36
    4.3.2 初始化配置  36-43
    4.3.3 串口中断的数据读取  43-45
    4.3.4 接收数据的判据  45-46
  4.4 系统上位机程序设计  46-52
    4.4.1 上位机串口通信程序设计  46-50
    4.4.2 上位机监控平台界面设计  50-52
第5章 试验研究  52-55
  5.1 试验目的  52
  5.2 试验条件  52
    5.2.1 试验环境  52
    5.2.2 试验设备  52
  5.3 试验内容  52-53
    5.3.1 短消息延迟  52-53
    5.3.2 短消息遗漏  53
  5.4 系统测试试验  53-55
    5.4.1 试验布线  53-54
    5.4.2 试验方法  54
    5.4.3 试验结果  54-55
第6章 总结与展望  55-57
  6.1 总结  55
  6.2 展望  55-57
参考文献  57-61
致谢  61-62
研究生期间所发表论文与专利  62

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中图分类: > 农业科学 > 农业工程 > 农田水利 > 灌溉制度与管理 > 灌溉系统
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