论文总字数：26500字

摘 要

本文阐述了多点湿度检测系统的国内外研究现状，系统实现的基本思路，系统各模块的设计原理、硬件和软件实现方法以及详细阐述了测试过程中需要重视的问题。

本文基于TMS320F2812DSP 微控制器设计出了一个分布式多点水分补给系统，各检测节点之间通过CAN总线协议实现多点数据传输。该系统根据检测区域的土壤湿度情况，能自动控制液体电磁阀开启程度和时间，可以达到最佳灌溉效果。

实验结果表明该系统具有低成本、低功耗、工作稳定、节水等优点，适合大面积推广，具有显著的经济效益，为大范围水分补给系统的研制奠定了基础。

关键词：多点检测 水分补给 CAN总线 程序设计

Development of Multi - point Humidity Detection System Based on CanBus

ABSTRACT

This paper describes the research status of multi-point humidity detection system at home and abroad, the basic idea of system realization, the design principle of each module of the system, the hardware and software implementation methods, and elaborates the problems that need attention in the testing process.

In this paper, a distributed multi-point water supply system is designed based on TMS320F2812DSP microcontrollers, and multi-point data transmission is realized by CAN bus protocol. The system can automatically control the degree and time of liquid solenoid valve opening according to the soil moisture of the detection area, and can achieve the best irrigation effect.

The experimental results show that the system has the advantages of low cost, low power consumption, stable operation and water saving, and is suitable for large area extension and has significant economic benefits, which lays the foundation for the development of large area water supply system.

Key words: Multi-point detection; Water supply; CAN bus; Programming

目录

摘 要 I

ABSTRACT II

第一章 绪论 1

1.1研究意义 1

1.2多点湿度检测系统的国内外研究现状 2

1.3 研究思路和技术方法 3

1.3.1 系统的研究思路 3

1.3.2 系统实现的技术方法 4

第二章 系统组成及设计原理 5

2.1系统简述 5

2.1.1 系统结构 5

2.1.2 系统设计原则及需求分析 6

2.2 CAN总线工作原理 6

2.2.1 CAN总线简介 6

2.2.2 CAN的报文格式 7

2.2.3 CAN的工作方式 9

2.3 湿度传感器工作原理 10

2.4 DSP简述及选用原因 11

2.4.1 DSP简述 11

2.4.2 选用DSP作为系统控制器的原因 11

第三章 硬件设计 13

3.1湿度检测模块 13

3.2控制中心模块 13

3.3水分补给模块 14

3.4 CAN模块 15

第四章 功能的软件实现 17

4.1土壤湿度数据采集的程序实现 17

4.2 CAN总线通信的程序实现 18

4.2.1单点通信 18

4.2.2 多点通信 20

4.2.3 CAN发送与湿度采集的功能整合 22

4.3 水分补给功能的程序实现 22

第五章 系统测试 24

5.1土壤湿度数据采集的功能测试 24

5.2 CAN总线通信的功能测试 26

5.2.1单点通信测试 26

5.2.2 多点通信测试 28

5.2.3 CAN发送与湿度采集的功能整合测试 29

5.3 水分补给功能的测试 30

第六章 总结与展望 31

6.1总结 31

6.2 展望 31

参考文献 32

致谢 34

第一章 绪论

1.1研究意义

农作物的产量很大程度上取决于作物的生长环境，生长环境把控不好将对我国的农业经济造成不利影响。随着社会经济的快速发展，人们可以在一个季节品尝到不同季节的食物，在一个季节收获不同季节的作物，这都归功于大棚种植技术。现在这种技术已经受到世界各国的高度重视，自动水分补给系统在这种技术中的应用将为农业带来极高的经济效益，现在的农业生产必将迈入一个更高的台阶。在这种种植技术中使用自动水分补给系统再加以温度检测、养分补给等功能，必将给农作物营造一个几近于理想的生长环境。这样一来在成本更低的情况下作物的产量将会大大提高，国家的农业经济水平必将达到一个新高度。

在大棚种植技术中要检测作物的各种生长要素，传统的方式都是靠大量人工来检测。但是现在的国家早已不是那个遍地都是廉价劳动力的国家了，使用大量的人工，成本必将成指数型暴增。除此之外，人工检测的准确性相对较低，更重要的是不能实时检测。如果在大棚种植技术中引用这种多点湿度检测自动水分补给系统，这在农业上将是一种飞跃。不仅可以带来稳定性好、精确度高、实时性强、低成本等直观的好处，更重要的是可以解放人们的双手，人们可以用花在人工检测的时间去创造更多的财富、享受更美好的生活、为国家多奉献自己的一份力量。这种系统的前景是十分广阔的，因此对该系统的研制非常有意义。

除此之外，在农业中应用多点湿度检测及水分补给系统还可以达到节水的效果，比人工补水更有效，更节省资源。目前我们国家用水总量只占到全球用水总量的百分之六，在世界上位列第4，约为28000亿方，不过人均占有量仅仅只有2100立方米，仅为世界人均量的四分之一，水资源短缺问题极其严重^[1][2]。另外，由于我国水资源的地理分布不均衡导致有些地区的人均量不足900立方米，这样一来供给与需求的矛盾就更加显著了。加之我国还是农业生产大国，农业生产的用水总量占到了全国用水总量的7成之多，此中只用于灌溉的水量就占农业生产用水总量9成以上^[3]。但目前大多数农户仍以大水漫灌的传统方式灌溉，其利用率仅仅有43%，而世界发达国家的用水利用率却高达70%-80%^[3]。因此国内农业

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