【摘要】：我國是一個農(nóng)業(yè)大國,灌區(qū)灌溉用水的浪費是造成農(nóng)業(yè)水資源大量浪費的重要原因。因此,對傳統(tǒng)量水方法進行創(chuàng)新以及對更高效、更精確的灌區(qū)量水設(shè)備進行研究是保證灌區(qū)節(jié)水措施能否貫徹實施的重中之重。精確的灌區(qū)量水不僅是合理調(diào)度灌溉水源、正確執(zhí)行用水計劃、加強用水管理的必要措施,而且是衡量灌溉管理水平和灌溉水利用率的重要技術(shù)手段。根據(jù)農(nóng)業(yè)節(jié)水的實際要求,本論文將設(shè)計一套低成本灌區(qū)流量監(jiān)測系統(tǒng),主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下:(1)根據(jù)農(nóng)業(yè)節(jié)水的實際要求,以“按需灌溉”為指導思想,確定了該監(jiān)測系統(tǒng)的研究思路。在系統(tǒng)地研究灌區(qū)實時流量監(jiān)測和統(tǒng)計等相關(guān)問題的基礎(chǔ)上,并通過對易于獲取的渠道參數(shù)、磁致伸縮液位傳感器輸出的實時水位數(shù)據(jù)的采集,通過MSP430F169單片機的A/D轉(zhuǎn)換模塊的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換,將水位信息用GSM無線短信模塊發(fā)送到灌區(qū)流量監(jiān)測系統(tǒng)進行信息處理,精確計算灌區(qū)實時流量。從而可以科學地指導灌溉過程,有效地調(diào)節(jié)水資源的供需利用。(2)根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計各模塊的特性,從系統(tǒng)功能出發(fā),將系統(tǒng)分為兩個功能模塊,確定了系統(tǒng)的總體設(shè)計框架。然后按照低成本、高可靠性、低功耗的設(shè)計原則,分別設(shè)計了灌區(qū)水位遠程監(jiān)測終端和基于Visual Basic 6.0的灌區(qū)流量監(jiān)測系統(tǒng)。(3)灌區(qū)流量監(jiān)測系統(tǒng)使用Visual Basic 6.0語言編程,實現(xiàn)串口接收短信內(nèi)容。接收短信內(nèi)容包括時間信息、渠道類型信息和實時水位信息等數(shù)據(jù),監(jiān)測系統(tǒng)對接收到的信號進行分析,根據(jù)渠道類型對灌區(qū)渠道實時水位進行流量計算,并在監(jiān)測界面進行顯示。(4)最終開發(fā)了一套低成本、實用性強的渠道水流量實時監(jiān)測系統(tǒng),在完成系統(tǒng)各功能模塊的設(shè)計與調(diào)試的基礎(chǔ)上,進行系統(tǒng)的組裝、綜合測試,將系統(tǒng)運用于實驗中,通過實驗運行效果驗證系統(tǒng)的整體功能,并考慮設(shè)計系統(tǒng)安裝支架及保護裝置,從而使得系統(tǒng)能夠穩(wěn)定長期地工作。系統(tǒng)運行穩(wěn)定,效果良好,能夠?qū)崿F(xiàn)準確的信息采集,具有較好的推廣應(yīng)用前景。本系統(tǒng)還要繼續(xù)集成整合,對各個模塊的軟硬件要不斷的優(yōu)化設(shè)計,系統(tǒng)性能有待進一步提高。
【圖文】：

第二章 系統(tǒng)總體設(shè)計低成本灌區(qū)流量監(jiān)測系統(tǒng)在各功能模塊軟硬件協(xié)同工作的基礎(chǔ)上運作，且系統(tǒng)總體計關(guān)系到灌區(qū)流量監(jiān)測系統(tǒng)是否能夠開發(fā)成功。本章將詳細介紹灌區(qū)流量監(jiān)測系統(tǒng)的際需求，提出低成本灌區(qū)流量監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計原則、關(guān)鍵技術(shù)與理論及控制策略，，并此基礎(chǔ)上提出系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)，并對其工作原理進行闡述（楊朝虹等 2004）。1 系統(tǒng)需求分析低成本灌區(qū)流量監(jiān)測系統(tǒng)按模塊功能可分為兩部分，即渠道水位遠程監(jiān)測終端和灌流量監(jiān)測系統(tǒng)。渠道水位遠程監(jiān)測終端由磁致伸縮液位傳感器和 MSP430F169 單片機及基于 GSM 的短信發(fā)送與接收模塊組成，實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集及對數(shù)據(jù)進行 A/D 轉(zhuǎn)換的功并實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的無線傳輸；使用 Visual Basic 6.0 編寫灌區(qū)流量監(jiān)測系統(tǒng)實現(xiàn)通過對水數(shù)據(jù)進行計算，從而對灌區(qū)流量進行實時監(jiān)測的功能。灌區(qū)流量監(jiān)測系統(tǒng)安裝示意圖圖 2-1 所示。

圖 3-2 3.3V 電源電路Fig.3-2 3.3V Power circuit（2）數(shù)據(jù)采集模塊時鐘電路設(shè)計MSP430F169 單片機各部件能有條不紊的自動工作，是因為在系統(tǒng)時鐘的作用下，制器指揮芯片內(nèi)部各個部件有序工作，使內(nèi)部邏輯硬件產(chǎn)生各種操作所需的脈沖信。MSP430F169 單片機供給片內(nèi)電路使用的時鐘信號包括輔助時鐘信號、主時鐘信號子系統(tǒng)時鐘信號。本論文設(shè)計使用 MSP430F169 單片機的引腳 9、10 接 32768Hz 的外部晶震給系統(tǒng)鐘提供時鐘輸入，引腳 52、53 接 8MHz 的外部晶震給高速外圍模塊提供時鐘輸入。統(tǒng)時鐘電路設(shè)計如圖 3-3 所示。
【學位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TP274;S274.2

【參考文獻】

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本文編號：2675501