本文首先介绍了具有以太网功能,智能灌溉系统的整体设计智能灌溉控制器的理念,体现了合理性和智能灌溉控制器基于MC9S12NE64单片机和礼物的优越性微控制器MC9S12NE64及其开发。台:介绍了智能灌溉控制器的硬件设计,智能灌溉控制器的工作原理和主模块电路的设计,以及控制器的软件设计。MCU MC9S12NE64智能灌溉系统以太网控制和模糊环境近年来,喷灌,微灌等新型环保和环保灌溉技术得到了广泛应用。中国,产生了良好的经济和社会效益。前,中国园林自动灌溉本质上是一个带定时控制的开环控制系统,其设计成本和闭环控制系统传感器的价格过高。们和国外。部分借鉴国内外智能灌溉系统的开发经验,利用低成本,实用可行性设计出基于智能灌溉系统的智能灌溉网络控制器。芯片以太网MCU。要优点是:引入模糊控制策略,用于具有气候和地形适应能力的精确灌溉,基于单芯片,快速可靠的以太网MCU解决方案的硬件设计基于TCP / IP协议以太网接入提供对互联网的访问,以创建大型灌溉网络系统;自动控制,手动控制,定时器控制和其他灌溉模式是可选的。体系统设计智能灌溉控制系统使用先进的以太网技术连接智能灌溉控制器和监控计算机,监控计算机根据每个区域的需求开发不同的灌溉方案并监控控制器。能灌溉小区域的智能实时。有利于大面积灌溉的自动化。能灌溉控制器根据不同植被要求和地理环境调整模糊规则库,并结合上位监控计算机发出的控制命令。
能灌溉过程如下:单片机通过土壤湿度传感器,空气湿度传感器,空气温度传感器实时采集各种环境数据和降水传感器,和,然后根据模糊规则库的a / d转换和信号处理后的微处理器执行的模糊处理来执行模糊推理,最后去模糊化导致输出精确的控制,控制电磁阀打开灌溉管道,实现精确灌溉,节省小面积灌溉。此,当天气温暖,空气和土壤湿度低时,灌溉持续时间会增加,当空气温度低时,灌溉时间会相对缩短土壤和空气湿度高;在这种情况下,控制器不会灌溉,也不会减少灌溉的持续时间。能灌溉控制器也可在灌溉期间手动使用。用四个按钮(功能按钮,“ ”按钮,“ – ”按钮,可以显示实时和实时气温,湿度和土壤湿度,确认按钮)和控制面板上提供的4个LED用于手动调试和日常使用。护和修理。时,智能灌溉控制器还通过以太网将环境数据和实时控制数据传输到监控计算机,可以监控每个控制器传输的数据,监控每个控制器的运行过程并实现灌溉整个广大地区。动化。上所述,智能灌溉控制器必须实现两个主要功能,即以太网通信功能和智能控制功能。用具有特殊模糊控制功能的摩托罗拉MC9S12NE64微控制器非常棒,可大大简化模糊控制程序并加快程序执行速度,同时提供简单,标准化的以太网接口模块。现和主机(总控制室)的网络连接。MC9S12NE64是摩托罗拉飞思卡尔子公司的16位MC9S12系列微控制器。MC9S12NE64微控制器具有10 Mbps / 100 Mbps以太网接口,符合IEEE802.3通信协议标准和64 KB闪存。
装格式为80和112引脚。MCU广泛应用于网络接入设备,网络电视,机顶盒,瘦服务器,家庭网关,工业控制设备等领域。过组合“BDM12开发工具 Codewarrior IDE软件”,可以快速开发MC9S12NE64微控制器。制器硬件结构设计智能灌溉控制器通过RJ-45以太网接口连接到上位监控计算机,用于以太网连接,并将实时环境数据和控制数据传输到控制器。过以太网监控计算机,允许通过分析传输每个控制器。自的数据,监控每个控制器的工作过程。时,控制器还可以执行手动操作。此,控制器连接到四个按钮和四个LED显示管。用控制面板上提供的4个按钮和4个LED进行调试,可以显示实时和实时的气温,湿度和土壤湿度手动和日常维护。制器的框图如图1所示。钟显示模块该项目使用Maxim DS1302作为智能灌溉控制器的实时时钟芯片.DS1302是一个时钟芯片DALLAS慢速加载包含一个实时时钟/日历和一个31字节的静态RAM通过一个字符串。路接口与微控制器通信。时时钟/日历电路提供有关秒,分钟,小时,天,日期,月,年,日和闰年的信息。DS1302芯片可以在同步串行模式下与微控制器通信,恒温阀芯只需要三条端口线:RES(复位),I / O(数据线)和SCLK(串行时钟)。DS1302芯片的I / O端口连接到微控制器端口80,SCLK串行时钟端口连接到微控制器端口79,复位端口RES连接到微控制器接口。
DS1302芯片的2,3(X1,X2)引脚连接到25 MHz晶体振荡器,引脚之间的连接必须尽可能短。DS1302芯片的电源由3.6V / 6mA纽扣电池供电。温检测模块本项目采用DALLAS DS18B20数字温度传感器芯片,当检测范围和精度要求适用时,芯片可以实现高性价比。DS18B20是一款新型单总线数字温度传感器,具有以下主要特性:直接向CPU传输数字信号,无用的模数转换电路,温度检测范围为-55至125°C,精度为±0.5°C,分辨率为9至12位;单线接口模式和单芯片连接,可与DS18B20建立双向通信;片上ROM和RAM,可以通过ROM和RAM的操作指令在DS18B20上轻松读写。DS18B20是一款单线传输器件,与微控制器的连接只需要一行数据,电路非常简单。该系统中,MCU与DS18B20之间的连接电路如图2所示。中,DS18B20采用外部电源模式,64个端口与VCC MCU之间有一个电阻以确保normale.L’AT89C52数据采集是通过端口64模块湿度检测土壤中的土壤湿度传感器连接到DQ数据线DS18B20通常的吸入信号用于收集土壤的水,也称为土壤湿度传感器。过使用土壤湿度传感器测量土壤湿度,我们可以知道真正的灌溉需求和土壤的持水能力。系统采用Progres专业土壤湿度传感器,可将地下水吸入转换为标准的4-20 mA电流信号。MC9S12NE64 MCU以太网通信模块集成了以太网MAC层和物理层驱动模块,可连接到RJ-45以太网接口。具有许多优点,例如更少的外部组件,系统开销,高稳定性和缩短的设计时间。时,TCP / IP协议使用OpenTCP,这是一种直接基于一种控制器的协议。
于该协议针对MC9S12NE64进行了优化,因此可以更好地利用处理器特性,有效提高协议处理效率。用快速以太网,ARP数据包传输速率可达87 Mb / s。程序流程图中的主程序完成初始化,定义MCU的不同操作模式,设置显示缓冲区和数据缓存地址,将各种数据写入REM和ROM,方便程序调用,例如在ROM中写入模糊规则。钮检测读取按下到单片机中的按钮,并通过按钮参数模块确定按钮的功能;传感器参数检测模块在上图中未提及,模块使用定时器中断操作模式终止。测每个传感器的参数并将其转换为A / N,并将参数数据存储在单片机中;控制算法和控制输出模块首先执行由空气温湿度传感器,土壤湿度传感器和降水传感器检测到的参数数据。糊化过程变换模糊准确的数据输入量,接着,通过模糊推理,通过实施的规则库来确定灌溉条目的每一个量的模糊输入量,并最终通过去模糊化将模糊输出转换为精确的灌溉时间。施智能灌溉:以太网通信模块补充与主机的通信,接收监控计算机发送它。
制命令并在实时环境中发送数据,以增加与计算机监视器相对应的植被信息和灌溉。程序流程图如图3所示。
3主程序流程图
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