[发明专利]一种基于CAN总线的灌区现场通信网络设计方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于CAN总线的灌区现场通信网络设计方法，属于农业自动化技术领域。

背景技术

灌溉用水从水源到田间，到被作物吸收、形成产量，其过程包括水资源调配、输配水、田间灌水和作物吸收等四个环节；在各个环节所采取的相应节水措施，组成了一个完整的节水灌溉技术体系，包括水资源优化调配技术、节水灌溉工程技术、农艺及生物节水技术和节水管理技术；节水管理技术是指根据作物需水规律控制或调配水源，以最大限度地满足作物对水分的需求，实现区域效益最佳的水分调控管理技术，其内容包括：灌溉用水管理自动信息系统、输配水自动量测及监控技术，土壤墒情自动监测技术、节水灌溉制度等；其中，输配水自动量测及监控技术采用高标准的量测设备，及时准确地掌握灌区水情，如水库、河流、渠道的水位、流量、抽水水泵运行情况、在全世界范围内，灌溉水的平均有效率仅及37%，其余的63%都浪费了；这不仅浪费了水源，增加了成本，而且还造成养分的流失，更严重的是引起土壤盐渍化和水涝，造成地下水污染，以及引起某些疾病(如疟疾和血吸虫病)的传播等问题。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出了一种基于CAN总线的灌区现场通信网络设计方法，针对中小型灌区、农场的灌溉自控管理系统进行研究，设计一种通过PC机作为主控上位计算机、CAN现场总线作为下位网络的节水灌溉系统，解决了农业灌溉方面的节水问题。

本发明的基于CAN总线的灌区现场通信网络设计方法，所述方法包括以下步骤：

第一步，根据节水灌溉的特点以及灌溉自动化系统的要求，设计一块上位主控计算机与下位CAN总线网络的转换接口模块，以及一块根据农田现场而设计的CAN节点模块；

第二步，设计CAN总线系统的基本通信协议；

第三步，在第二步的基础上，架构上位主控计算机的软件系统；

a.转换接口模块采用RS232串行通信口与上位主控计算机通信，采用CAN总线控制器SJA1000和总线驱动器820250作为CAN网络的接口；

b.田间CAN节点模块同样采用了SJA1000和820250作为CAN网络接口；

c.采用ADC0809这种8位的AD转换芯片配置了田间数据采集接口；

d.采用TLP521系列光隔和型号为946-1C-5D的继电器，并配置设备驱动接口；

第四步，为满足灌区通信的要求，制定编写系统的基本通信应用层协议。

进一步地，所述第四步的编写系统的基本通信应用层协议中，上位主控计算机软件系统采用Delphi进行开发，底层数据库系统采用MySQL开源软件。

本发明与现有技术相比较，本发明的基于CAN总线的灌区现场通信网络设计方法，针对中小型灌区、农场的灌溉自控管理系统进行研究，设计一种通过PC机作为主控上位计算机、CAN现场总线作为下位网络的节水灌溉系统，解决了农业灌溉方面的节水问题。

具体实施方式

本发明的基于CAN总线的灌区现场通信网络设计方法，所述方法包括以下步骤：

第一步，根据节水灌溉的特点以及灌溉自动化系统的要求，设计一块上位主控计算机与下位CAN总线网络的转换接口模块，以及一块根据农田现场而设计的CAN节点模块；

第二步，设计CAN总线系统的基本通信协议；

第三步，在第二步的基础上，架构上位主控计算机的软件系统；

a.转换接口模块采用RS232串行通信口与上位主控计算机通信，采用CAN总线控制器SJA1000和总线驱动器820250作为CAN网络的接口；

b.田间CAN节点模块同样采用了SJA1000和820250作为CAN网络接口；

c.采用ADC0809这种8位的AD转换芯片配置了田间数据采集接口；

d.采用TLP521系列光隔和型号为946-1C-5D的继电器，并配置设备驱动接口；

第四步，为满足灌区通信的要求，制定编写系统的基本通信应用层协议。

其中，所述第四步的编写系统的基本通信应用层协议中，上位主控计算机软件系统采用Delphi进行开发，底层数据库系统采用MySQL开源软件。

上述实施例，仅是本发明的较佳实施方式，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。