基于嵌入式的智能泵站设计

本科生毕业设计开题报告题目基于嵌入式linux的智能水泵设计专业电子信息班级091班姓名余灵擎指导教师沈东方所在学院信息科技学院开题时间2011年12月一、选题的背景与意义（一）背景我国水资源越来越贫乏，西部地区更加严重。农业用水在总用水量中占有相当大的比例，但我国的农业节水灌溉技术起步较晚、技术水平较低，使得我国的农业用水利用率很低。国外的农业节水灌溉技术起步较早，已经达到数字化、网络化、智能化，但国外的节水灌溉产品价格昂贵，且对我国的农业灌溉可能不太适合。高灵敏度温湿度传感器和嵌入式linux微控制器的性能都得到了很大的发展，这些都对智能化灌溉系统的研发打下了坚实的基础。（二）意义本课题研究的嵌入式linux智能水泵系统能够自动进行灌溉、加温或报警，不但可以省去很多的人工操作，而且能够充分利用水资源，从而提高我国的农业用水利用率，对于解决我国的农业用水问题、提高我国的节水灌溉技术水平有着重大意义。二、研究的基本内容与拟解决的主要问题（一）嵌入式linux的智能泵研究的基本内容系统设计该嵌入式linux的智能水泵主要是通过LAN远程控制，并以用2440芯片的ARM微处理器和linux网络作为驱动来操作220V的继电器，然后由该继电器来控制交流接触器，最后由交流接触器来控制380V的水泵。总的来说是根据从触摸屏设置的温湿度范围决定是否自动灌溉、加温或者报警，而达到真正的智能化灌溉和节水灌溉的效果，并且该智能化水泵系统性能稳定，使用方便，功耗和成本较低等优点，比较容易推广。当控制系统出现故障时，可切换至手动控制方式启动水泵，确保主排水系统正常运行，不会出现因系统故障而缺水的现象。系统的工作流程图如下：（二）嵌入式linux的智能泵研究的主要问题1、传统的进程监控方法运行效率比较低，同时反应时间也比较长，实时性能差。2、不能够实时、高效地向用户报告当前系统运行的安全状况，就算系统中有不法进程在运行，系统也不能识别出来。3、嵌入式操作系统的选择。4、系统的软件以及硬件问题。三、研究的方法与技术路线（一）硬件设计方案通过触摸屏设置温湿度文本显示详细情况坐标曲线显示当前温湿度的变化过程根据触摸屏的菜单选择打开水泵加温或报警检测温湿度系统启动和液晶屏显示首页判断是否灌溉加温或报警系统的硬件部分包括嵌入式微处理器以及一系列设备，该整体主要有局域网、ARM处理器、、继电器、交流接触器和水泵。其中CPU是韩国公司三星生产的用S3C2440芯片的ARM嵌入式微处理器，它是整个硬件系统设计的核心。系统硬件部分的组成框图如下（二）软件设计方案软件设计采用模块程序设计方法。一个模块可被多个任务分享，有效节省程序存储空间，也便于设计和调试。主要分成内外2部分内层：linux网络，驱动程序以及智能控制设备。操作系统内层的主要功能是显示、运行、输入以及发布执行命令。为了使系统更好的运行，需要使用嵌入式网络协议。同时为了更好的节省水的利用率，在每一个程序上都做到精益求精，尽量减少错误，节约资源。外层：主要是需要运行的设备，如水泵，传输设备。当程序运行并且发布执行命令的时候即可开始操作。四、计划进度进度安排如下：第一阶段：2012年10月10日—11月01日，第二阶段：2012年11月01日—2012年11月底，继电器交流接触器泵ARM（MLINUX第三阶段：2013年2月初—3月初，第四阶段：2013年3月初—4月底，第五阶段：2013年5月初—5月中旬，第六阶段：2013年5月中旬，进行论文答辩；第七阶段；2013年5月底，完善论文，并上交。五、参考文献：[1]嵌入式Linux操作系统[期刊论文]《浙江大学学报(工学版)》ISTICEIPKU-2004年4期刘文峰李程远李善平[2]一种基于嵌入式Linux操作系统通信管理机的设计与实现[期刊论文]《电力系统保护与控制》ISTICEIPKU-2009年1期刘航刘全凌俊银LIUHangLIUQuanLINGJun-yin[3]一种基于Linux的车用实时操作系统[期刊论文]《清华大学学报(自然科学版)》ISTICEIPKU-2004年1期蔡俊良孙晓民[4]支持多种Linux版本的动态内核性能测试技术[期刊论文]《西安交通大学学报》ISTICEIPKU-2008年6期冯国富魏恒义储鹰董小社FENGGuofuWEIHengyiCHUYingDONGXiaoshe[5]基于LinuxQT技术的远程监控GUI设计[期刊论文]《通信技术》PKU-2009年12期陈周国王胜银付国晴邓赞[6]PlayStation2用Linux活用研究：USB学習キットドライバのPS2Linuxへの移植[外文期刊]山岡賢一《インタ-フェ-ス》,20021[7]基于PC/Linux的核酸序列分析系统的构建及其应用[期刊论文]《生物化学与生物物理进展》ISTICSCIPKU-2001年2期张成岗欧阳曙光张绍文瞿祥虎鱼咏涛周钢桥吴松锋贺福初ZHANGCheng-gangOUYANGShu-GuangZHANGShao-WeQUXiang-HuYUYong-TaoZHOUGang-QiaoWUSong-FengHEFu-Chu[8]Linux操作系统的蓝牙应用设计与实现[期刊论文]《仪器仪表学报》ISTICEIPKU-2006年z1期任秀丽于海斌RenXiuliYuHaibin[9]Linux应用二进制兼容技术研究与实现[期刊论文]《计算机工程》ISTICPKU-2004年16期黄进卢凯廖湘科[10]基于USB盘的微型Linux桌面系统的设计与实现[学位论文]贾丽娜，2007-西安电子科技大学：软件工程[11]郑磊.基于嵌入式linux的网络视频监控系统研究.硕士学论文2009.3.1指导老师（签字）年月日