提灌站无线测控终端的设计研究

【摘要】我国是农业大国,也是水利大国,水利在国民经济发展中占有举足轻重的地位。农村水泵提灌站在农田灌溉中发挥着重要作用。但大多数提灌站建于偏远地区,主要依赖于人工操作和已有的操作规程,存在自动化程度低、可靠性不高、工人劳动强度大、资源浪费严重等缺陷,不适应现代化发展的需求。特别是在我国广大山区,由于受地理位置限制,非常不利于管理和维护。为实现提灌站的自动控制,提高其使用、监管和维护效率,四川省农业厅计划对省内6个机电灌溉重点县的30个典型泵站安装农村灌溉泵站无线测控终端,构建泵站远程自动化测控系统,在现有泵站的基础上对其完成信息化改造,建设信息化示范泵站。泵站的信息化改造需在社会评价调查的基础上,采用逐站踏勘设计。整个控制系统的设计可以分为3个部分,农村灌溉泵站无线测控终端(以下简称泵站终端)、泵站管理中心(机电灌溉数据平台)和手机管理客户端。本文以泵站终端为主要研究对象,通过对终端功能、组成原则和接口规格的分析,研究设计了基于GSM和ARM7的泵站无线测控终端,利用GSM模块实现上位机管理中心和泵站终端控制器之间的数据通信,具有通讯、测控、记录和远程无人值守等功能。泵站终端是系统进行现场控制的最主要设备,其控制核心采用ARM7内核的LPC2132芯片,该芯片在片外嵌入集成了UART串口、多路AD模拟量采集接口、RTC实时时钟和12C接口等外围芯片电路,可以节省终端控制器的空间尺寸和元器件成本；通过设计相应的硬件电路检测温度、压力、液位、电流电压等泵站实时参数信息；内置时钟可以支持远程校时和本地校时,实现自动定时上报数据和事件触发上报数据的功能；通过串口通讯、GSM通讯实现系统的远程升级,修改或增加功能；内置大容量FLASH存储器、断网数据自动记录、自动心跳,实时监测网络连接情况,上电和掉线自动重拨；内置看门狗监控、重启等。设计中应用抗干扰技术使得系统更加稳定可靠。依靠实验室现有条件和泵站现场进行系统调试,通过调试后的系统可以在低成本和高可靠性的前提下实现泵站的远程控制、工作状态实时查询和防盗报警等功能,有利于提灌站的管理和维护。
【作者】岳文杰；
【导师】谢守勇；
【作者基本信息】西南大学，农业电气化与自动化，2014，硕士
【关键词】水泵提灌站；远程监控；无人值守；ARM7；GSM；

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