[發(fā)明專利]一種基于現場總線的節(jié)水灌溉系統(tǒng)設計方法

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• 申請日: 2016-10-31
• 公開（公告）號: CN108012828A
• 公開（公告）日: 2018-05-11
• 發(fā)明（設計）人: 馬廷彥
• 申請（專利權）人: 哈爾濱派騰農業(yè)科技有限公司
• 主分類號: A01G25/16
• 分類號: A01G25/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種基于現場總線的節(jié)水灌溉系統(tǒng)設計方法,所述方法包括以下步驟：第一步，確定從節(jié)水灌溉自動化的角度出發(fā)設計和研究中小型灌區(qū)、農場的經濟實用的自控管理系統(tǒng)；第二步，對灌區(qū)自控管理系統(tǒng)通信網絡的總體需求和總體架構進行設計；第三步，完成灌溉系統(tǒng)通信網絡的基本硬件設計；第四步，完成CAN灌溉系統(tǒng)通信網絡的基本軟件設計；第五步，對上位機的軟件架構進行設計；到田間現場進行CAN網絡系統(tǒng)的控制操作。本發(fā)明的基于現場總線的節(jié)水灌溉系統(tǒng)設計方法，針對中小型灌區(qū)、農場的灌溉自控管理系統(tǒng)進行研究，設計一種通過PC機作為主控上位計算機、CAN現場總線作為下位網絡的節(jié)水灌溉系統(tǒng)，解決了農業(yè)灌溉方面的節(jié)水問題。

技術領域

本發(fā)明涉及一種基于現場總線的節(jié)水灌溉系統(tǒng)設計方法，屬于農業(yè)自動化技術領域。

背景技術

灌溉用水從水源到田間，到被作物吸收、形成產量，其過程包括水資源調配、輸配水、田間灌水和作物吸收等四個環(huán)節(jié)；在各個環(huán)節(jié)所采取的相應節(jié)水措施，組成了一個完整的節(jié)水灌溉技術體系，包括水資源優(yōu)化調配技術、節(jié)水灌溉工程技術、農藝及生物節(jié)水技術和節(jié)水管理技術；節(jié)水管理技術是指根據作物需水規(guī)律控制或調配水源，以最大限度地滿足作物對水分的需求，實現區(qū)域效益最佳的水分調控管理技術，其內容包括：灌溉用水管理自動信息系統(tǒng)、輸配水自動量測及監(jiān)控技術，土壤墑情自動監(jiān)測技術、節(jié)水灌溉制度等；其中，輸配水自動量測及監(jiān)控技術采用高標準的量測設備，及時準確地掌握灌區(qū)水情，如水庫、河流、渠道的水位、流量、抽水水泵運行情況、在全世界范圍內，灌溉水的平均有效率僅及37%，其余的63%都浪費了；這不僅浪費了水源，增加了成本，而且還造成養(yǎng)分的流失，更嚴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)明內容

為解決上述問題，本發(fā)明提出了一種基于現場總線的節(jié)水灌溉系統(tǒng)設計方法，針對中小型灌區(qū)、農場的灌溉自控管理系統(tǒng)進行研究，設計一種通過PC機作為主控上位計算機、CAN現場總線作為下位網絡的節(jié)水灌溉系統(tǒng)，解決了農業(yè)灌溉方面的節(jié)水問題。

本發(fā)明的基于現場總線的節(jié)水灌溉系統(tǒng)設計方法，所述方法包括以下步驟：

第一步，綜合分析當今世界和我國水資源情況和用水情況，尤其是農業(yè)用水情況，特別分析節(jié)水灌溉的緊迫性，確定從節(jié)水灌溉自動化的角度出發(fā)設計和研究中小型灌區(qū)、農場的經濟實用的自控管理系統(tǒng)；

第二步，進行通信技術的選型，比較多種現場總線通信技術后，根據系統(tǒng)實用、經濟、新穎的特性要求最終確定選用CAN總線作為實現本灌溉系統(tǒng)的網絡技術；在CAN總線的技術規(guī)范下，對灌區(qū)自控管理系統(tǒng)通信網絡的總體需求和總體架構進行設計；

第三步，完成灌溉系統(tǒng)通信網絡的基本硬件設計，對其進行調試，達到系統(tǒng)的設計要求；

第四步，完成CAN灌溉系統(tǒng)通信網絡的基本軟件設計，確定CAN應用層的基本協議規(guī)范，并完成基本的通信程序及流程；

第五步，對上位機的軟件架構進行設計，并選擇合適的開發(fā)工具；

第六步，到田間現場進行CAN網絡系統(tǒng)的控制操作，通信控制效果令人滿意，證明系統(tǒng)硬件設計和軟件設計是成功的，達到設計的預期目的。

進一步地，所述第三步的具體工作為設計一下位CAN總線網絡與上位機通過串口通信的PC-CAN模塊和一置于田間灌溉現場的田間節(jié)點。

本發(fā)明與現有技術相比較，本發(fā)明的基于現場總線的節(jié)水灌溉系統(tǒng)設計方法，針對中小型灌區(qū)、農場的灌溉自控管理系統(tǒng)進行研究，設計一種通過PC機作為主控上位計算機、CAN現場總線作為下位網絡的節(jié)水灌溉系統(tǒng)，解決了農業(yè)灌溉方面的節(jié)水問題。

具體實施方式

本發(fā)明的基于現場總線的節(jié)水灌溉系統(tǒng)設計方法，所述方法包括以下步驟：