食用菌生長對周圍環(huán)境參數(shù)要求十分嚴格。結(jié)合嵌入式系統(tǒng)設(shè)計,給出了一種可模擬食用菌生長環(huán)境的控制系統(tǒng),為人工種植食用菌提供了智能化管理手段。系統(tǒng)可以對生長庫中的各類參數(shù)實時采集,并通過網(wǎng)絡(luò)通信方式將數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆破脚_,以便多庫集約化管理和數(shù)據(jù)集中對比分析,同時也可遠程監(jiān)控生長庫運行,實現(xiàn)生長庫無人值守的自動化種植。通過引用該系統(tǒng),不但可以實現(xiàn)節(jié)省人工成本,提高企業(yè)經(jīng)濟效益的目的,而且還能夠保證食用菌生產(chǎn)的穩(wěn)定性。 

【文章來源】：工業(yè)控制計算機. 2020,33(06)

【文章頁數(shù)】：2 頁

【部分圖文】：

食用菌溫室種植控制系統(tǒng)總體設(shè)計

由于食用菌種植溫室內(nèi)參數(shù)測點較多，每個測點對應(yīng)一個任務(wù)，要實現(xiàn)多任務(wù)機制，同時也為了滿足實時性控制要求，控制系統(tǒng)采用輕量級嵌入式操作系統(tǒng)μC/OS-II進行任務(wù)的管理和切換[6]。在μC/OS-II里，每個任務(wù)都有一個任務(wù)控制塊，且每個任務(wù)都有自己的專用堆棧，當發(fā)生任務(wù)切換時，操作系統(tǒng)先進入一個中斷，一般是軟中斷或者時鐘中斷，然后存儲當前任務(wù)堆棧地址，恢復(fù)要切換的任務(wù)堆棧地址。控制系統(tǒng)中任務(wù)種類大致分為：傳感器數(shù)據(jù)采集、執(zhí)行機構(gòu)控制、CAN總線通信、網(wǎng)絡(luò)通信、TFT顯示和觸摸、聲光報警等。程序設(shè)計主流程圖如圖3所示。4 結(jié)束語

系統(tǒng)中的控制模塊主要由主控器件、傳感器接口、電源管理、存儲、顯示、聲光提示等單元構(gòu)成。系統(tǒng)采用STM32系列F103ZET6-144增強型芯片作為主控器件。該芯片為32位的Cortex-M3嵌入式CPU芯片，主頻最高可達72MHz[4]，滿足食用菌生長環(huán)境參數(shù)實時控制和調(diào)節(jié)的需求。同時，該芯片內(nèi)部含有512kB的Flash，滿足采用嵌入式操作系統(tǒng)編程時程序存儲和數(shù)據(jù)存儲的需求。該芯片還具有一個CAN接口，容易實現(xiàn)控制模塊與溫室中傳感參數(shù)采集和執(zhí)行系統(tǒng)的通信連接。芯片還擁有FSMC接口，易與TFT觸摸式顯示屏連接，極大地方便了食用菌參數(shù)的顯示和現(xiàn)場調(diào)節(jié)。通信模塊采用W5500以太網(wǎng)控制芯片實現(xiàn)，該芯片是集成了全硬件TCP/IP協(xié)議棧的嵌入式以太網(wǎng)控制器，同時也是一顆工業(yè)級以太網(wǎng)控制芯片，通過4線SPI接口與主控器件進行通信，SPI速率理論上可以達到80MHz[5]，可以實現(xiàn)食用菌生長環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)流的快速上傳和遠程操控命令流的下傳。為了滿足嵌入式操作系統(tǒng)對運行內(nèi)存的需求，系統(tǒng)需要外擴一片RAM芯片IS62WV51216BLL-55TLI，該芯片與TFT屏共享FSMC總線，通過片選信號實現(xiàn)切換，RAM模塊接口電路如圖2所示。系統(tǒng)采用常用DHT11傳感器實現(xiàn)溫濕度采集，該器件為溫度和濕度采集一體化傳感器，采集數(shù)據(jù)精度滿足食用菌環(huán)境控制需求。當溫度不符合要求時，控制模塊給制冷設(shè)備電磁閥發(fā)送啟閉控制命令。3 軟件系統(tǒng)設(shè)計

【參考文獻】：
期刊論文
[1]STM32的W5500以太網(wǎng)通信模塊快速實現(xiàn)方法[J]. 楊紅波,朱磊,張博,魯露.  單片機與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用. 2018(08)
[2]浙江省食用菌產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀分析與發(fā)展對策[J]. 陸中華,王健敏.  食用菌. 2005(03)

碩士論文
[1]基于UCOSII的智能窗系統(tǒng)的設(shè)計[D]. 何雅琴.華東師范大學 2007



本文編號：3419194