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农业智能仪表设计与开发的研究

张孝安  
【摘要】: 随着电子信息技术在各个方面各个行业的迅速发展和广泛应用,在农业领 域中,农业仪表的智能化进程也在加速。本文在分析农业仪表现状以及其自身 特征的基础上,提出农业智能化仪表快速开发的解决方案,即将农业智能仪表 的总体构成分为两个部分(传感器及其相关控制器件部分和嵌入式微型计算机 应用系统及其相应应用软件部分),进行模块化设计。传感器及其相关控制器件 部分是仪表进行信号获取、信号转换的特征硬件,是“个性”部分;嵌入式微 型计算机应用系统硬件部分是仪表实现信号采集、相关过程控制、数据处理、 数据显示、数据保存、数据交换等功能的公用硬件,是“共性”部分。希望通 过为仪表开发人员提供功能完善的嵌入式微型计算机应用系统及其相应应用软 件开发平台来提高农业智能仪表的开发效率,促进农业仪表的智能化、信息化 进程。基于此,本课题做了进一步的可行性研究,初步设计并实现了农业智能 仪表嵌入式系统硬件部分(包括微处理器、液晶显示、键盘、ADC通道、IO 控制口、串口通讯、非易失数据存储器等)、系统软件部分(包括嵌入式操作系 统和浮动目标模块两种形式)以及应用程序开发工具部分(包括可视化软件开 发平台和基于通用C51单片机开发平台的相关辅助软件工具)。其中嵌入式操 作系统和可视化软件开发平台组成仪表应用程序开发的第一套方案:浮动目标 模块和通用CS1单片机开发平台及相关辅助软件工具组成仪表应用程序开发的 第二套方案。最后,基于SWR型土壤水分传感器和本课题已设计的嵌入式应 用系统进行土壤水分测试仪的快速开发。实践证明农业智能化仪表快速开发的 解决方案是可行的,可以进一步进行研究开发。


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