[發(fā)明專利]一種基于CAN總線的灌區(qū)現(xiàn)場通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610889499.5
• 申請日: 2016-10-12
• 公開（公告）號(hào): CN107948032A
• 公開（公告）日: 2018-04-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬廷彥
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱派騰農(nóng)業(yè)科技有限公司
• 主分類號(hào): H04L12/40
• 分類號(hào): H04L12/40;G06Q50/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于CAN總線的灌區(qū)現(xiàn)場通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)方法，屬于農(nóng)業(yè)自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

灌溉用水從水源到田間，到被作物吸收、形成產(chǎn)量，其過程包括水資源調(diào)配、輸配水、田間灌水和作物吸收等四個(gè)環(huán)節(jié)；在各個(gè)環(huán)節(jié)所采取的相應(yīng)節(jié)水措施，組成了一個(gè)完整的節(jié)水灌溉技術(shù)體系，包括水資源優(yōu)化調(diào)配技術(shù)、節(jié)水灌溉工程技術(shù)、農(nóng)藝及生物節(jié)水技術(shù)和節(jié)水管理技術(shù)；節(jié)水管理技術(shù)是指根據(jù)作物需水規(guī)律控制或調(diào)配水源，以最大限度地滿足作物對水分的需求，實(shí)現(xiàn)區(qū)域效益最佳的水分調(diào)控管理技術(shù)，其內(nèi)容包括：灌溉用水管理自動(dòng)信息系統(tǒng)、輸配水自動(dòng)量測及監(jiān)控技術(shù)，土壤墑情自動(dòng)監(jiān)測技術(shù)、節(jié)水灌溉制度等；其中，輸配水自動(dòng)量測及監(jiān)控技術(shù)采用高標(biāo)準(zhǔn)的量測設(shè)備，及時(shí)準(zhǔn)確地掌握灌區(qū)水情，如水庫、河流、渠道的水位、流量、抽水水泵運(yùn)行情況、在全世界范圍內(nèi)，灌溉水的平均有效率僅及37%，其余的63%都浪費(fèi)了；這不僅浪費(fèi)了水源，增加了成本，而且還造成養(yǎng)分的流失，更嚴(yán)重的是引起土壤鹽漬化和水澇，造成地下水污染，以及引起某些疾病(如瘧疾和血吸蟲病)的傳播等問題。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問題，本發(fā)明提出了一種基于CAN總線的灌區(qū)現(xiàn)場通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)方法，針對中小型灌區(qū)、農(nóng)場的灌溉自控管理系統(tǒng)進(jìn)行研究，設(shè)計(jì)一種通過PC機(jī)作為主控上位計(jì)算機(jī)、CAN現(xiàn)場總線作為下位網(wǎng)絡(luò)的節(jié)水灌溉系統(tǒng)，解決了農(nóng)業(yè)灌溉方面的節(jié)水問題。

本發(fā)明的基于CAN總線的灌區(qū)現(xiàn)場通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)方法，所述方法包括以下步驟：

第一步，根據(jù)節(jié)水灌溉的特點(diǎn)以及灌溉自動(dòng)化系統(tǒng)的要求，設(shè)計(jì)一塊上位主控計(jì)算機(jī)與下位CAN總線網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)換接口模塊，以及一塊根據(jù)農(nóng)田現(xiàn)場而設(shè)計(jì)的CAN節(jié)點(diǎn)模塊；

第二步，設(shè)計(jì)CAN總線系統(tǒng)的基本通信協(xié)議；

第三步，在第二步的基礎(chǔ)上，架構(gòu)上位主控計(jì)算機(jī)的軟件系統(tǒng)；

a.轉(zhuǎn)換接口模塊采用RS232串行通信口與上位主控計(jì)算機(jī)通信，采用CAN總線控制器SJA1000和總線驅(qū)動(dòng)器820250作為CAN網(wǎng)絡(luò)的接口；

b.田間CAN節(jié)點(diǎn)模塊同樣采用了SJA1000和820250作為CAN網(wǎng)絡(luò)接口；

c.采用ADC0809這種8位的AD轉(zhuǎn)換芯片配置了田間數(shù)據(jù)采集接口；

d.采用TLP521系列光隔和型號(hào)為946-1C-5D的繼電器，并配置設(shè)備驅(qū)動(dòng)接口；

第四步，為滿足灌區(qū)通信的要求，制定編寫系統(tǒng)的基本通信應(yīng)用層協(xié)議。

進(jìn)一步地，所述第四步的編寫系統(tǒng)的基本通信應(yīng)用層協(xié)議中，上位主控計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)采用Delphi進(jìn)行開發(fā)，底層數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)采用MySQL開源軟件。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明的基于CAN總線的灌區(qū)現(xiàn)場通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)方法，針對中小型灌區(qū)、農(nóng)場的灌溉自控管理系統(tǒng)進(jìn)行研究，設(shè)計(jì)一種通過PC機(jī)作為主控上位計(jì)算機(jī)、CAN現(xiàn)場總線作為下位網(wǎng)絡(luò)的節(jié)水灌溉系統(tǒng)，解決了農(nóng)業(yè)灌溉方面的節(jié)水問題。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的基于CAN總線的灌區(qū)現(xiàn)場通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)方法，所述方法包括以下步驟：

第一步，根據(jù)節(jié)水灌溉的特點(diǎn)以及灌溉自動(dòng)化系統(tǒng)的要求，設(shè)計(jì)一塊上位主控計(jì)算機(jī)與下位CAN總線網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)換接口模塊，以及一塊根據(jù)農(nóng)田現(xiàn)場而設(shè)計(jì)的CAN節(jié)點(diǎn)模塊；

第二步，設(shè)計(jì)CAN總線系統(tǒng)的基本通信協(xié)議；

第三步，在第二步的基礎(chǔ)上，架構(gòu)上位主控計(jì)算機(jī)的軟件系統(tǒng)；

a.轉(zhuǎn)換接口模塊采用RS232串行通信口與上位主控計(jì)算機(jī)通信，采用CAN總線控制器SJA1000和總線驅(qū)動(dòng)器820250作為CAN網(wǎng)絡(luò)的接口；

b.田間CAN節(jié)點(diǎn)模塊同樣采用了SJA1000和820250作為CAN網(wǎng)絡(luò)接口；

c.采用ADC0809這種8位的AD轉(zhuǎn)換芯片配置了田間數(shù)據(jù)采集接口；

d.采用TLP521系列光隔和型號(hào)為946-1C-5D的繼電器，并配置設(shè)備驅(qū)動(dòng)接口；

第四步，為滿足灌區(qū)通信的要求，制定編寫系統(tǒng)的基本通信應(yīng)用層協(xié)議。

其中，所述第四步的編寫系統(tǒng)的基本通信應(yīng)用層協(xié)議中，上位主控計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)采用Delphi進(jìn)行開發(fā)，底層數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)采用MySQL開源軟件。

上述實(shí)施例，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施方式，故凡依本發(fā)明專利申請范圍所述的構(gòu)造、特征及原理所做的等效變化或修飾，均包括于本發(fā)明專利申請范圍內(nèi)。