水資源作為人類生產(chǎn)和生活中必不可少的一種自然資源，是保持區(qū)域不斷發(fā)展的必要條件。我國作為一個(gè)以農(nóng)業(yè)生產(chǎn)為經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)的農(nóng)業(yè)大國會(huì)在灌溉方面消耗很多的淡水資源，而我國的國情是淡水資源缺乏。灌區(qū)合理地調(diào)水用水不僅能夠合理地處理我國淡水資源缺乏與農(nóng)業(yè)灌溉巨大的用水需求之間的沖突，而且還能促進(jìn)我國農(nóng)業(yè)信息化的進(jìn)一步建設(shè)。 本文以灌區(qū)的環(huán)境為研究對(duì)象，針對(duì)灌區(qū)的降水量（雨量和雪量）、水位、水流量等環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行采集。設(shè)計(jì)了一種基于S3C2440的灌區(qū)數(shù)據(jù)采集單元，實(shí)現(xiàn)了對(duì)灌區(qū)環(huán)境數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。 主控芯片采用了三星公司以ARM9為內(nèi)核的S3C2440處理器。模擬量采集電路選用了TI公司生產(chǎn)的TLC2543串行12位的A/D轉(zhuǎn)換器，能夠組成2路模擬信號(hào)的采集通道�？梢詫⑺粋鞲衅鹘釉谄渲械�1路模擬信號(hào)采集通道上。翻斗式雨量傳感器直接連到了CPU的計(jì)數(shù)器上，雨量信息就是通過計(jì)算收到的脈沖個(gè)數(shù)得到的。還有1路的流量傳感器與CPU通過RS485接口相連。由于這三種采集環(huán)境數(shù)據(jù)的傳感器與CPU的連接是通過不同的接口電路，因此它們之間不會(huì)互相影響。 為了確保采集到的灌區(qū)環(huán)境數(shù)據(jù)能夠準(zhǔn)時(shí)準(zhǔn)確的傳送到遠(yuǎn)端的數(shù)據(jù)中心，采用了多種的數(shù)據(jù)傳輸手段來對(duì)灌區(qū)環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸。GTM-900C數(shù)據(jù)傳輸模塊可以在網(wǎng)絡(luò)信號(hào)良好的情況下通過GPRS或GSM短信的形式將采集到的數(shù)據(jù)傳送出去。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)信號(hào)不好或是無網(wǎng)絡(luò)信號(hào)覆蓋的區(qū)域就采用數(shù)傳電臺(tái)的方式將采集到的數(shù)據(jù)傳輸出去。 在軟件設(shè)計(jì)方面設(shè)計(jì)了永在線和低功耗這兩種工作模式，還增加了程序的遠(yuǎn)程在線升級(jí)功能，有效地降低了數(shù)據(jù)采集單元的升級(jí)和維護(hù)成本。 本文設(shè)計(jì)的灌區(qū)數(shù)據(jù)采集單元經(jīng)測(cè)試，能夠穩(wěn)定可靠的運(yùn)行，滿足了設(shè)計(jì)的技術(shù)指標(biāo)，采集數(shù)據(jù)的精度在設(shè)計(jì)要求的范圍之內(nèi)。本文的研究成果對(duì)灌區(qū)的信息化建設(shè)具有一定的意義。
【學(xué)位單位】：哈爾濱理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2015
【中圖分類】：S274.2;TP274.2
【部分圖文】：

4．通訊接口：3 路 RS232/485 串口通訊，標(biāo)準(zhǔn) Modbus RTU 通信協(xié)議5．供電電壓：12VDC（通過電壓轉(zhuǎn)換電路將電壓轉(zhuǎn)換為需要的 5V3.3V）。6．工作電流：50mA（不含傳感器）；休眠電流："f0.5mA。7．功率：1W。8．工作溫度：-15℃~ +50℃。根據(jù)以上總體的設(shè)計(jì)要求，RTU 的硬件結(jié)構(gòu)如圖 2-2 所示。

Fig.3-1 Solar power supply system structure太陽能電池板在多數(shù)的情況下都會(huì)有電壓不穩(wěn)定輸出的情況出現(xiàn)，不能陽能電池板和負(fù)載直接連接，而控制器會(huì)在這個(gè)過程中起到樞紐的作用，器性能的好壞將會(huì)直接影響到充電的效果和輸出負(fù)載電壓的穩(wěn)定性。太陽池板對(duì)蓄電池的充電控制是控制器通過限制充放電條件來實(shí)現(xiàn)的，蓄電池 用 壽 命 可 以 通 過 防 止 過 度 的 充 電 以 及 深 度 的 放 電 來 得 到 延 長制器的性能參數(shù)如表 3-1 所示。表 3-1 充放電控制器性能參數(shù)Table 3-1 Charge and discharge controller performance parameters控制器參數(shù) 值電池電壓 12V最大光伏輸入電壓 40V最大光伏輸入功率 120W最大充電電流 10A最大負(fù)載電流 10A溫度補(bǔ)償 -4.0mV/℃

灌區(qū)數(shù)據(jù)采集單元在野外工作時(shí)，雷雨天氣設(shè)備受到雷擊是不可避免的，為了防止雷擊給設(shè)備造成不必要的傷害，導(dǎo)致設(shè)備工作出現(xiàn)故障，在供電系統(tǒng)中要加入防雷擊保護(hù)模塊，這樣可以確保灌區(qū)數(shù)據(jù)采集單元在雷雨天也能正常安全的進(jìn)行工作。3.2 ARM 主控電路設(shè)計(jì)主控芯片的引腳分布圖及與各芯片的引腳連接圖如圖 3-2 所示。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2824578