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采用分布式嵌入式系统的灌溉控制系统
摘要:在农业领域的技术引进可以在减轻农民工作量的同时,提高作物的生产力和质量。分布式嵌入式系统(DES)有助于农民创造合适的环境去收割作物,即使是在不稳定的自然天气条件下。分布式嵌入式系统有效地测量和控制在作物生长周期必要的、不同的参数,如水的可用性,温度,湿度等等。土壤质量与作物发育取决于灌水方法。本文提出控制器局域网络(CAN)通信,用来处理分布式节点用于灌溉系统之间的通信。
关键词:分布式嵌入式系统,控制器局域网络,灌溉系统
一、引言
人类生活的基本需要和工业排料的需求主要是农产品[ 6 ]。食品需求也随着全球人口的增加而增加。为了满足这些要求,就需要整改传统的农业方法,以提高农业部门的生产力[ 4 ]。通过在农业领域的新技术,生产力和质量可以显著提高。反过来说,这又有效地降低了产品的人力资源和其他能源资源的成本[ 4 ]。农产品高度依赖于由天气条件决定的温度、灌溉等的调度[ 3 ]。随着最新技术的使用,监测天气条件并进行相应的安排,也可能实现[ 4,3 ]。作物的增强可以让国家经济更好地增长[ 2,6 ]。在不同的温度和湿度下对农药、肥料和灌溉的要求[ 2,1,4 ],农业作物更是需要独特的计划[ 2,1,4 ]。通过测量土壤湿度、温度、农药和肥料的数量来设计一个更好的灌溉调度,从而控制土壤中的农药和肥料的数量[ 5,6 ]。
最近漂移灌溉技术(DIT)是农业和旱作区最有用的、最受欢迎的灌溉技术[ 4 ,5 ]。在我们的论文中,我们提出了自动灌溉系统的更好的不同的农业产品,使用控制器局域网络(CAN)为基础的分布式嵌入式系统(DES)。在我们的工作中,我们已经成功地开发和建立不同的节点之间的通信
。
二、CAN介绍
在1980年代后期,CAN最初是由罗伯特***设计,用来减少车辆线束的复杂性[ 7 ]。CAN使用两个有线串行通信传输网络中的分布式节点之间的信息,不同的比特率高达1兆字节/秒的最大值[ 7 ]。CAN建立异步通信,采用不归零(NRZ)为数据传输数位模式方案[7]。在不归零位模式由于相同位长,序列数据损失发生在抖动和高频处的噪声。抖动问题可以通过在同一个位之间插入一个边缘来解决。此边缘也可以用来建立接收到的数据和接收节点的时钟之间的同步。在CAN里,这个边缘可以插入在发射机节点的位填充机制,而边缘可以通过填充机制在接收节点处删除。位填充方法在第五位的情况下,如果超过五个相同的位被发现,则在消息帧中增加一个位的反极性。在缓冲区中存储数据之前,接收节点通过在接收节点上的填充删除边缘。图1显示了用于在不同节点之间传输数据的数据帧格式。
CAN协议的两个不同的版本是常用的,(1) CAN 和(2) CAN [ 7 ]。
图1 CAN数据帧格式
A. CAN
CAN ,前11位被用作帧标识符。第12位被称为远程传输请求(RTR)位,用来区分数据帧和数据请求帧[ 7 ]。下一位被用作标识符扩展(IDE)点,用来确定标准型框架(CAN )和扩展型(CAN )之间的区别。一位称为R0,保持储备未来的目的。下面的4位形成一个数据长度码字段,指定以数据传送的字节数[ 7 ]。
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