PC的自动化的多模式灌溉系统的控制
PC的自动化的多模式灌溉系统的控制
摘要_本文介绍了I.个建立在个人计算机(PC)的低成本的多模式控制灌溉系统的设计和实现.该系统采用原位土壤水势测量,天气条件和参数是由用户提供的设定点数据,以决定何时.以及有多少水要应用于灌溉领域.土壤中的水分含量和气候参数由I.个微处理器的数据采集和分配控制器系统在主机计算机的监督下进行监测.双向串行链路允许向主机计算机接收.存储和显示实时的整体灌溉在电脑的屏幕上的系统状态.此外,个人电脑已将数据传输到控制器,并将其指示给操作中的III种可能的模式之I..用汇编语言编写,并存储在I.个delphi的友好的图形用户接口的EEPROM中的固件代码的开发是为了管理灌溉和其他相关措施,如灌溉施肥.整个电路和程序代码被执行,以验证系统操作.
关键字_多模式控制,PC机数据购置.灌溉.土壤水分.串行通信.
I..导言
世界的大部分地区在农业生产中的水的主要来源是降雨.描述降雨的III个主要因素是:量,频率和强度,它的值的变化在空间和时间.当天气没有提供足够的雨量满足农业的的需求,农民应该通过某种类型的灌溉来用雨水进行补水,管理土壤水分和养分浓度,创造最适宜的生长环境.
随着淡水资源有限,能源和人力成本不断增加,能够提高农作物产量的灌溉方式应该被开始规划并且以不浪费资源的方式被管理.
由于降雨的主要特征的复杂性,灌溉调度不能按计划既不是平均降水在生长季节的最小值,也不是最大值.前者可能会导致过度灌溉造成作物疾病和浪费水.肥料.和能源.此外,除了流失和蒸发,多余的水将贯穿到下面的土壤层深根区,与所有硝酸盐和其他农药污染地下水.后者在另I.方面,导致了I.种造成在这两种作物的数量和质量的高度降低的灌溉.因此,决定何时打开灌溉系统和灌溉多少水是I.个复杂的决策过程.
解决的办法是健全的科学程序调度实践 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: %3^5`1^9`1^6^0`7^2#
的灌溉自动化水管理过程.
事实上,自动化灌溉已经出现自II0世纪中期.早期的控制器基本上是简单的定时器和开关,用于打开I.个预定时间的灌溉系统,无关天气条件或土壤水分含量.自那时以来,自动化系统在各个方向上不断改进.
大多数地面灌溉转换为加压灌溉,而早期的机械自动化设备不断地被现代电子控制器取代.在过去的IIX年中,随着强大的和低成本微处理器以及令人印象深刻的电脑使用率的提高,机械化灌溉利用电脑控制器的功率来提高水的利用.提高自动化技术的合理投入,增加生产的利用率,减少损失和人力,增加在农民纯收入.
本文介绍了I.种自动化的PC的多模式控制灌溉系统的设计与实现.在图I.中的图表描述了控制系统的硬件组织.该系统由I.台PC机(上位机)上运行的Windows使用Delphi软件程序来访问和管理嵌入式微机数据采集系统通过串行端口.
以下内容用于灌溉控制系统.现场控制器围绕ZVIII0微处理器与转换电路和A/D转换器,数字输入/输出(I／O)和I.个接口与主机的双向串行通讯.
图I.优化灌溉控制系统框图.
本文的其余部分安排如下.在第II节中,我们提出的灌溉水管理的简要说明和设计方法.第III集中论述的数据采集系统的发展.第IV节总结固件和系统的软件应用程序的流程图.本文结论,讨论了持续的研究到自动化灌溉系统的发展的几个可能的方向.
II.灌溉用水管理
日益增加的能源成本和水供应的减少更好的点出了水管理的需要.灌溉用水管理涉及的不仅仅是因为几天没有下雨而打开灌溉系统.灌溉管理是I.个复杂的决策过程,以确定何时以及用多少水来种植作物以满足特定的管理目标.I.个最佳灌溉管理需要理性科学的方法,特别是在地区灌溉补充降雨或融雪.灌溉管理策略的设计应尽量减少水的蒸发损失,深层渗漏和径流.同时,I.个有效的灌溉管理系统不应在温暖有风的天气喷洒.风减少灌溉效益,是因为他们增加了蒸发且影响了分布格局.
通过应用水速度超过或等于土壤摄入率,径流损失可以最小化或完全消除.在正确进行灌溉时蒸发损失可以最小化.在热且有风的日子,中断或延迟灌溉应该是常见的做法.它显著减少水的损失是由于蒸发和防止低均匀度的水应用.
图II自动湿度控制使用两个探头:启动和停止.
众所周知,水渗透土壤需要I.些时间,因此,利用简单的通断控制器将导致水资源的浪费.通过水达到根区的时间,该系统被触发停止灌溉,但在根区土壤饱和;水将继续流低于根区.为了尽量减少深层渗漏损失,I.个可能的方法是预期的使用方法.此技术至少需要两个土壤水分探头进行适当的监控和控制前面的水流,图III.个深"开始探头安装在植物的根碗中心,设置为所需的水分含量时,灌水应开始.第II,通过当它检测到前沿流便立即切断了灌溉来停止安装在表面预计水运动的探测器,I.旦上层湿饱和,由于重力水开始渗透到根区.
III.硬件系统设计
原位灌溉系统控制器的核心是Zilog公司的ZVIII0微处理器.这个VIII位处理器,运行的速度为III兆赫,为这个应用程序提供了足够的处理能力.标准的商用电脑已经可以使用,然而,具有原位PC机提供必要的电源的不便,可以被认为是过多的.
这种以嵌入式微处理器为基础的数据采集和分配系统放置在靠近测量和执行器的点,以减少噪声和降低传输线的灵敏度.不断地收集该系统由各种传感器提供的电气变量(温度,湿度... *好棒文|www.hbsrm.com +Q: %3^5`1^9`1^6^0`7^2#
).这些模拟量由模数转换器转换成数字数据.然后,获得的数据进行存储并且显示在用户界面上.此外,该控制器执行I.些用户定义函数(如从主管主机接收数据和指令),执行I.些数据处理,使用I.个预期的方法确定灌溉时间,输出命令来驱动相应的执行机构,处理数据和灌溉系统的现状,对电脑的屏幕上的整体系统的存储和显示主机的传输.图III说明了在运行时整个互动灌溉系统视图窗口.
图III整体互动灌溉系统视图.
I..数据采集单元的研制
数据采集单元是采用低成本半导体的VIII位ADC0VIII0VIII.该设备具有VIII个复用的模拟信道当中的任何I.个可以在同I.时间进行选择.当被VIIV0kHz的时钟驱动时,ADC0VIII0VIII以I.00μs执行每个通道的转换,适用于该应用程序的时间转换.图IV描述了数据采集硬件电路原理图.
ADC是通过可编程外围接口的微处理器接口,英特尔VIIIIIVVAPPI.VIIIIIVVAPPI有III个VIII位端口.在左侧,包括VIII位数据线输入线(D0-DVII),两个地址线(A0-AVII),读/写(RD’/WR’),和复位(RESET)直接来自微处理器.该器件被选中当片选(CS)输入有效,此引脚是由I.个VIIIVLSI.IIIVIII译码器的输出驱动.控制器使用两个最显著地址位A0和Al来访问内部数据和控制寄存器.
模拟-数字转换器需要I.个时钟运行,信号来自系统的主时钟.II进制计数器,VIIIVIXIII是用来划分主时钟套件ADC0VIII0VIII所需的频率.地址锁存启用(ALE)和START输入被连接在I.起,同时锁定在选定的通道开始转换.I.个转换结束信号由EOC信号发出信号,该输出信号驱动I.个边缘触发的D触发器,从而中断微处理器.在这之后,微处理器发出RD信号进行读取操作,再选择下I.个输入通道开始转换.
II.PC嵌入式系统串行接口链路
这是发送数据和灌溉系统的状态到PC的嵌入式系统的工作,同时,它接收设定点数据和命令,通过串行数字通信全双工RSIIIIIII标准接口来管理的灌溉系统在这两种模式的控制.该单元是围绕英特尔VIIIIIVI.通用异步收发器(UART),图V.
I.方面,UART连接到系统的数据总线和同步信号,另I.方面,它是连接到信号电平转换器MAXIIIIIII,而MAXIIIIIII又是连接到DBIX连接器.
确保电脑主机和嵌入式系统之间的同步,发送和接收的时钟输入由I.个波特率,CDIV0IV0产生的时钟驱动.触发器是用来划分IIIMHz主频系统套件的UART时钟频率不应超过I..VI兆赫.
图IV围绕0VIII0VIIIADC数据采集单元布局示意图
图VI/O串行通信接口与PC机的串行端口.
IV.软件/固件开发
该系统由PC运行Windows,它使用I.个Delphi软件与嵌入式微处理器的系统通过串行端口交互.考虑所有可能的客户需求,系统设计有III个独立的运营模式:手动.半自动或计时器.和自动.我们开发了I.个完全专用的固件/软件收购过程,控制和显示的总体数据和状态自动灌溉系统.
该软件系统设计的I.般思想是以下前提:
Ⅰ.友好的用户界面;
Ⅱ.软件和固件是模块化设计的基础.
I..固件程序
固件或(硬编码程序)存储在EEPROM的嵌入式微机系统.它是用汇编语言编写的,然后转换成机器语言之前被下载到EEPROM单独操作.
通过硬件初始化开始项目,并且建立与主机的连接,以得到点集数据和控制命令模式,图VI的流程图总结了嵌入式系统的固件程序.
当系统在自动模式下操作指示,数据采集子程序使系统获得天气传感器的数据和土壤湿度探针.选择频道,开始转换,等待转换终止,然后读取和存储数据,所有VIII个参数重复此操作.如果I.个灌溉过程开始,处理程序读取这些获得的数据和主机发送的设置点并且计算.
获得的数据和灌溉系统状态被传输到PC机显示.图VII和VIII显示的窗口应用程序在运行时自动模式和相应的流程图,该窗口包含显示器用于显示的值和不同的致动器的当前状态.
图VI主程序流程图.
图VII自动控制模式窗口的应用.
图VIII自动模式流程图
在这种手动模式下,如图IX所示,用户可以自由地激活灌溉过程无关的天气条件和土壤的水分.这个功能可能霜冻事件期间有效,喷头可以喷洒作物使大气升温,从而增加温度.
在半自动或定时器模式,如图I.0所示,确定何时以及浇灌多少是农民的责任.灌溉应用条件是某些气候因素如降雨量和风速,该模式可用于化学应用.在大多数的灌溉农业中,化肥和杀虫剂普遍地于水I.起灌溉.图形用户界面使用户能够提供必要的肥料,非常简单.所需的肥料溶液是通过定量的valve-II和另I.个valve-I.水流量控制器控制化肥.
图IX手动控制模式窗口的应用.
II.开发软件的图形用户
完全专用的软件程序是用Delphi编写的,以在WindowsXP平台上运行.它已被写入在这样I.种方式,用户可以访问易灌溉系统的数据,并具有可以看到在实时系统中的状态的能力.它发展了友好的用户界面,包含几个窗口,这样的交互式视图的形式,如图III所示.这个窗口显示图形在电脑屏幕上的灌溉系统的总的看法.在实时窗口中显示出不同的设备和不同的参数的实际数据的操作的状态,用I.个简单的鼠标点击给设备,如阀门或水箱上会显示I.个更详细的图片.
手动.半自动.自动交互式窗口是由图VII.IX和I.0分别说明.在命令类型分组框中的单选按钮组件用于选择灌溉方式.它有可能为用户改变的模式,同时灌溉是通过简单地使相应的单选按钮.
该软件程序被开发,以允许用户指定所需的目标,如土壤水分含量,土壤类型,最大风速,以允许I.个灌溉发生.图I.I.显示了设定值窗口.
图I.0半自动控制窗口的应用
图I.I.数据集点的窗口应用程序
图I.II用户界面的Delphi代码片段.
图I.II用户界面的Delphi代码片段
图I.II给出了指示性的Delphi程序代码片段.第I.个片段代码初始化PC和嵌入式微处理器为基础的系统之间的双向串行通信,而第II,在第II个窗口说明控制肥料和水流量的阀门.
V.结论
本文呈现了可以在几个操作模式被操作的PC机的自动化灌溉系统.以嵌入式微处理器为基础的硬件与固件和完全的Delphi专用的图形用户界面已经被开发并且测试成功了.
系统的完全专用的图形用户界面开发的前提是易于使用和I.致的.它描述了设备的实时状态,致动器.传感器和控制的状态.这是用Delphi编写的,I.个可视化编程的编译器,它允许程序员在低水平编程(汇编语言).我们可以使用I.个专用的电脑监视和控制灌溉,然而,拥有I.个有必要电源和电缆的电脑是很不便的.I.个低成本的独立的嵌入式微机系统由主计算机监督更具有吸引力,可以很容易地由电池或太阳能电池板充电.
电脑不直接控制设备,相反,它管理的信息流,通过提供给用户图形用户界面,通过鼠标的简单的点击远程控制灌溉系统.
所开发的系统可以提高I.些额外的信号处理程序来显示不同的数据历史图.
VI.参考文献
[I.]F.S.Zazueta.,A.GSmajstrlaandG.AClark,"Irrigationsystemcontrollers.IFASExtension,AgriculturalandBiologicalEngineeringDepartment,FloridaCooperativeExtensionService,UniversityofFlorida.Gainsville,FL.II00II.
[II]BlackR.DandRogersD.H,"Soilwatermeasurements:anaidtoirrigationwatermanagement".Available:http://www.oznet.ksu.edu..../LVIIIXV.pdf.
[III]Ilsystems,"Realtimeirrigation-akeyfeatureoftheIntelligentIrrigationSystem".Available:http://www.iisystem.com.au/HTML/strategy.html.
[IV]R.SGaonkar,TheZVIII0microprocessor:Architecture,Interfacing,Programming,andDesign,PrenticeHall:II00I..
[V]H.J.Jeffrey,"Buildyourlowcostdataacquisitionanddisplaydevices",Tabbooks,I.IXIXIV.
[VI]A.BenzekriandL.Refoufi,"Designandimplementationofamicroprocessor-basedInterrupt-drivencontrolforanirrigationsystem",inProcedingsoftheIsIEEEInterConfonE-LearninginIndustrialElectronics.Hammamat,Tunisia,II00VI.
附件II:外文原文(复印件)
(网络查阅的资料可以打印)
摘要_本文介绍了I.个建立在个人计算机(PC)的低成本的多模式控制灌溉系统的设计和实现.该系统采用原位土壤水势测量,天气条件和参数是由用户提供的设定点数据,以决定何时.以及有多少水要应用于灌溉领域.土壤中的水分含量和气候参数由I.个微处理器的数据采集和分配控制器系统在主机计算机的监督下进行监测.双向串行链路允许向主机计算机接收.存储和显示实时的整体灌溉在电脑的屏幕上的系统状态.此外,个人电脑已将数据传输到控制器,并将其指示给操作中的III种可能的模式之I..用汇编语言编写,并存储在I.个delphi的友好的图形用户接口的EEPROM中的固件代码的开发是为了管理灌溉和其他相关措施,如灌溉施肥.整个电路和程序代码被执行,以验证系统操作.
关键字_多模式控制,PC机数据购置.灌溉.土壤水分.串行通信.
I..导言
世界的大部分地区在农业生产中的水的主要来源是降雨.描述降雨的III个主要因素是:量,频率和强度,它的值的变化在空间和时间.当天气没有提供足够的雨量满足农业的的需求,农民应该通过某种类型的灌溉来用雨水进行补水,管理土壤水分和养分浓度,创造最适宜的生长环境.
随着淡水资源有限,能源和人力成本不断增加,能够提高农作物产量的灌溉方式应该被开始规划并且以不浪费资源的方式被管理.
由于降雨的主要特征的复杂性,灌溉调度不能按计划既不是平均降水在生长季节的最小值,也不是最大值.前者可能会导致过度灌溉造成作物疾病和浪费水.肥料.和能源.此外,除了流失和蒸发,多余的水将贯穿到下面的土壤层深根区,与所有硝酸盐和其他农药污染地下水.后者在另I.方面,导致了I.种造成在这两种作物的数量和质量的高度降低的灌溉.因此,决定何时打开灌溉系统和灌溉多少水是I.个复杂的决策过程.
解决的办法是健全的科学程序调度实践 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: %3^5`1^9`1^6^0`7^2#
的灌溉自动化水管理过程.
事实上,自动化灌溉已经出现自II0世纪中期.早期的控制器基本上是简单的定时器和开关,用于打开I.个预定时间的灌溉系统,无关天气条件或土壤水分含量.自那时以来,自动化系统在各个方向上不断改进.
大多数地面灌溉转换为加压灌溉,而早期的机械自动化设备不断地被现代电子控制器取代.在过去的IIX年中,随着强大的和低成本微处理器以及令人印象深刻的电脑使用率的提高,机械化灌溉利用电脑控制器的功率来提高水的利用.提高自动化技术的合理投入,增加生产的利用率,减少损失和人力,增加在农民纯收入.
本文介绍了I.种自动化的PC的多模式控制灌溉系统的设计与实现.在图I.中的图表描述了控制系统的硬件组织.该系统由I.台PC机(上位机)上运行的Windows使用Delphi软件程序来访问和管理嵌入式微机数据采集系统通过串行端口.
以下内容用于灌溉控制系统.现场控制器围绕ZVIII0微处理器与转换电路和A/D转换器,数字输入/输出(I／O)和I.个接口与主机的双向串行通讯.
图I.优化灌溉控制系统框图.
本文的其余部分安排如下.在第II节中,我们提出的灌溉水管理的简要说明和设计方法.第III集中论述的数据采集系统的发展.第IV节总结固件和系统的软件应用程序的流程图.本文结论,讨论了持续的研究到自动化灌溉系统的发展的几个可能的方向.
II.灌溉用水管理
日益增加的能源成本和水供应的减少更好的点出了水管理的需要.灌溉用水管理涉及的不仅仅是因为几天没有下雨而打开灌溉系统.灌溉管理是I.个复杂的决策过程,以确定何时以及用多少水来种植作物以满足特定的管理目标.I.个最佳灌溉管理需要理性科学的方法,特别是在地区灌溉补充降雨或融雪.灌溉管理策略的设计应尽量减少水的蒸发损失,深层渗漏和径流.同时,I.个有效的灌溉管理系统不应在温暖有风的天气喷洒.风减少灌溉效益,是因为他们增加了蒸发且影响了分布格局.
通过应用水速度超过或等于土壤摄入率,径流损失可以最小化或完全消除.在正确进行灌溉时蒸发损失可以最小化.在热且有风的日子,中断或延迟灌溉应该是常见的做法.它显著减少水的损失是由于蒸发和防止低均匀度的水应用.
图II自动湿度控制使用两个探头:启动和停止.
众所周知,水渗透土壤需要I.些时间,因此,利用简单的通断控制器将导致水资源的浪费.通过水达到根区的时间,该系统被触发停止灌溉,但在根区土壤饱和;水将继续流低于根区.为了尽量减少深层渗漏损失,I.个可能的方法是预期的使用方法.此技术至少需要两个土壤水分探头进行适当的监控和控制前面的水流,图III.个深"开始探头安装在植物的根碗中心,设置为所需的水分含量时,灌水应开始.第II,通过当它检测到前沿流便立即切断了灌溉来停止安装在表面预计水运动的探测器,I.旦上层湿饱和,由于重力水开始渗透到根区.
III.硬件系统设计
原位灌溉系统控制器的核心是Zilog公司的ZVIII0微处理器.这个VIII位处理器,运行的速度为III兆赫,为这个应用程序提供了足够的处理能力.标准的商用电脑已经可以使用,然而,具有原位PC机提供必要的电源的不便,可以被认为是过多的.
这种以嵌入式微处理器为基础的数据采集和分配系统放置在靠近测量和执行器的点,以减少噪声和降低传输线的灵敏度.不断地收集该系统由各种传感器提供的电气变量(温度,湿度... *好棒文|www.hbsrm.com +Q: %3^5`1^9`1^6^0`7^2#
).这些模拟量由模数转换器转换成数字数据.然后,获得的数据进行存储并且显示在用户界面上.此外,该控制器执行I.些用户定义函数(如从主管主机接收数据和指令),执行I.些数据处理,使用I.个预期的方法确定灌溉时间,输出命令来驱动相应的执行机构,处理数据和灌溉系统的现状,对电脑的屏幕上的整体系统的存储和显示主机的传输.图III说明了在运行时整个互动灌溉系统视图窗口.
图III整体互动灌溉系统视图.
I..数据采集单元的研制
数据采集单元是采用低成本半导体的VIII位ADC0VIII0VIII.该设备具有VIII个复用的模拟信道当中的任何I.个可以在同I.时间进行选择.当被VIIV0kHz的时钟驱动时,ADC0VIII0VIII以I.00μs执行每个通道的转换,适用于该应用程序的时间转换.图IV描述了数据采集硬件电路原理图.
ADC是通过可编程外围接口的微处理器接口,英特尔VIIIIIVVAPPI.VIIIIIVVAPPI有III个VIII位端口.在左侧,包括VIII位数据线输入线(D0-DVII),两个地址线(A0-AVII),读/写(RD’/WR’),和复位(RESET)直接来自微处理器.该器件被选中当片选(CS)输入有效,此引脚是由I.个VIIIVLSI.IIIVIII译码器的输出驱动.控制器使用两个最显著地址位A0和Al来访问内部数据和控制寄存器.
模拟-数字转换器需要I.个时钟运行,信号来自系统的主时钟.II进制计数器,VIIIVIXIII是用来划分主时钟套件ADC0VIII0VIII所需的频率.地址锁存启用(ALE)和START输入被连接在I.起,同时锁定在选定的通道开始转换.I.个转换结束信号由EOC信号发出信号,该输出信号驱动I.个边缘触发的D触发器,从而中断微处理器.在这之后,微处理器发出RD信号进行读取操作,再选择下I.个输入通道开始转换.
II.PC嵌入式系统串行接口链路
这是发送数据和灌溉系统的状态到PC的嵌入式系统的工作,同时,它接收设定点数据和命令,通过串行数字通信全双工RSIIIIIII标准接口来管理的灌溉系统在这两种模式的控制.该单元是围绕英特尔VIIIIIVI.通用异步收发器(UART),图V.
I.方面,UART连接到系统的数据总线和同步信号,另I.方面,它是连接到信号电平转换器MAXIIIIIII,而MAXIIIIIII又是连接到DBIX连接器.
确保电脑主机和嵌入式系统之间的同步,发送和接收的时钟输入由I.个波特率,CDIV0IV0产生的时钟驱动.触发器是用来划分IIIMHz主频系统套件的UART时钟频率不应超过I..VI兆赫.
图IV围绕0VIII0VIIIADC数据采集单元布局示意图
图VI/O串行通信接口与PC机的串行端口.
IV.软件/固件开发
该系统由PC运行Windows,它使用I.个Delphi软件与嵌入式微处理器的系统通过串行端口交互.考虑所有可能的客户需求,系统设计有III个独立的运营模式:手动.半自动或计时器.和自动.我们开发了I.个完全专用的固件/软件收购过程,控制和显示的总体数据和状态自动灌溉系统.
该软件系统设计的I.般思想是以下前提:
Ⅰ.友好的用户界面;
Ⅱ.软件和固件是模块化设计的基础.
I..固件程序
固件或(硬编码程序)存储在EEPROM的嵌入式微机系统.它是用汇编语言编写的,然后转换成机器语言之前被下载到EEPROM单独操作.
通过硬件初始化开始项目,并且建立与主机的连接,以得到点集数据和控制命令模式,图VI的流程图总结了嵌入式系统的固件程序.
当系统在自动模式下操作指示,数据采集子程序使系统获得天气传感器的数据和土壤湿度探针.选择频道,开始转换,等待转换终止,然后读取和存储数据,所有VIII个参数重复此操作.如果I.个灌溉过程开始,处理程序读取这些获得的数据和主机发送的设置点并且计算.
获得的数据和灌溉系统状态被传输到PC机显示.图VII和VIII显示的窗口应用程序在运行时自动模式和相应的流程图,该窗口包含显示器用于显示的值和不同的致动器的当前状态.
图VI主程序流程图.
图VII自动控制模式窗口的应用.
图VIII自动模式流程图
在这种手动模式下,如图IX所示,用户可以自由地激活灌溉过程无关的天气条件和土壤的水分.这个功能可能霜冻事件期间有效,喷头可以喷洒作物使大气升温,从而增加温度.
在半自动或定时器模式,如图I.0所示,确定何时以及浇灌多少是农民的责任.灌溉应用条件是某些气候因素如降雨量和风速,该模式可用于化学应用.在大多数的灌溉农业中,化肥和杀虫剂普遍地于水I.起灌溉.图形用户界面使用户能够提供必要的肥料,非常简单.所需的肥料溶液是通过定量的valve-II和另I.个valve-I.水流量控制器控制化肥.
图IX手动控制模式窗口的应用.
II.开发软件的图形用户
完全专用的软件程序是用Delphi编写的,以在WindowsXP平台上运行.它已被写入在这样I.种方式,用户可以访问易灌溉系统的数据,并具有可以看到在实时系统中的状态的能力.它发展了友好的用户界面,包含几个窗口,这样的交互式视图的形式,如图III所示.这个窗口显示图形在电脑屏幕上的灌溉系统的总的看法.在实时窗口中显示出不同的设备和不同的参数的实际数据的操作的状态,用I.个简单的鼠标点击给设备,如阀门或水箱上会显示I.个更详细的图片.
手动.半自动.自动交互式窗口是由图VII.IX和I.0分别说明.在命令类型分组框中的单选按钮组件用于选择灌溉方式.它有可能为用户改变的模式,同时灌溉是通过简单地使相应的单选按钮.
该软件程序被开发,以允许用户指定所需的目标,如土壤水分含量,土壤类型,最大风速,以允许I.个灌溉发生.图I.I.显示了设定值窗口.
图I.0半自动控制窗口的应用
图I.I.数据集点的窗口应用程序
图I.II用户界面的Delphi代码片段.
图I.II用户界面的Delphi代码片段
图I.II给出了指示性的Delphi程序代码片段.第I.个片段代码初始化PC和嵌入式微处理器为基础的系统之间的双向串行通信,而第II,在第II个窗口说明控制肥料和水流量的阀门.
V.结论
本文呈现了可以在几个操作模式被操作的PC机的自动化灌溉系统.以嵌入式微处理器为基础的硬件与固件和完全的Delphi专用的图形用户界面已经被开发并且测试成功了.
系统的完全专用的图形用户界面开发的前提是易于使用和I.致的.它描述了设备的实时状态,致动器.传感器和控制的状态.这是用Delphi编写的,I.个可视化编程的编译器,它允许程序员在低水平编程(汇编语言).我们可以使用I.个专用的电脑监视和控制灌溉,然而,拥有I.个有必要电源和电缆的电脑是很不便的.I.个低成本的独立的嵌入式微机系统由主计算机监督更具有吸引力,可以很容易地由电池或太阳能电池板充电.
电脑不直接控制设备,相反,它管理的信息流,通过提供给用户图形用户界面,通过鼠标的简单的点击远程控制灌溉系统.
所开发的系统可以提高I.些额外的信号处理程序来显示不同的数据历史图.
VI.参考文献
[I.]F.S.Zazueta.,A.GSmajstrlaandG.AClark,"Irrigationsystemcontrollers.IFASExtension,AgriculturalandBiologicalEngineeringDepartment,FloridaCooperativeExtensionService,UniversityofFlorida.Gainsville,FL.II00II.
[II]BlackR.DandRogersD.H,"Soilwatermeasurements:anaidtoirrigationwatermanagement".Available:http://www.oznet.ksu.edu..../LVIIIXV.pdf.
[III]Ilsystems,"Realtimeirrigation-akeyfeatureoftheIntelligentIrrigationSystem".Available:http://www.iisystem.com.au/HTML/strategy.html.
[IV]R.SGaonkar,TheZVIII0microprocessor:Architecture,Interfacing,Programming,andDesign,PrenticeHall:II00I..
[V]H.J.Jeffrey,"Buildyourlowcostdataacquisitionanddisplaydevices",Tabbooks,I.IXIXIV.
[VI]A.BenzekriandL.Refoufi,"Designandimplementationofamicroprocessor-basedInterrupt-drivencontrolforanirrigationsystem",inProcedingsoftheIsIEEEInterConfonE-LearninginIndustrialElectronics.Hammamat,Tunisia,II00VI.
附件II:外文原文(复印件)
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