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基于RISC-V的农田智能灌溉控制系统研究
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作者 王猛 王凯 +4 位作者 张杰 杨张青 赵巧丽 秦一浪 李国强 《农机化研究》 北大核心 2025年第5期51-58,共8页
为提高农田灌溉水分利用率,明确不同土质对灌溉量的影响,利用RISC-V架构芯片构建了一种基于模型的灌溉控制系统。该系统以GD32VF103VBT6芯片为核心MCU,包括主控制器、通信、传感器、灌溉量计算和安全作业等功能模块。通过量化不同类型... 为提高农田灌溉水分利用率,明确不同土质对灌溉量的影响,利用RISC-V架构芯片构建了一种基于模型的灌溉控制系统。该系统以GD32VF103VBT6芯片为核心MCU,包括主控制器、通信、传感器、灌溉量计算和安全作业等功能模块。通过量化不同类型土壤水分运移动态的差异,依据土壤中沙粒、黏粒等组分比例,构建了适用于不同土壤质地的灌溉量估算模型。系统结合土壤墒情传感器获取的田间实时墒情数据,计算各轮灌区域最佳灌溉量,并根据灌溉量控制各灌区电磁阀开启时间,实现自动灌溉。该系统具有测墒灌溉、远程控制、水肥一体化灌溉、自动化轮灌等功能。研究结果表明:与传统农户经验灌溉方式相比,该系统能够显著降低作物灌溉量17.3%,但对籽粒产量的影响较小,仅降低了0.16%;与土壤水分动态平衡模型相比,该系统灌溉量降低了9.2%,产量提高了0.19%。此系统的研究和应用在保证作物产量稳定的前提下,能有效降低农田灌溉量,对发展智慧节水农业有重要意义。 展开更多
关键词 灌溉控制系统 RISC-V 土壤质地 节水灌溉 灌溉量模型
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基于ZigBee无线传感器网络的灌溉控制系统设计 被引量:21
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作者 江挺 胡培金 赵燕东 《节水灌溉》 北大核心 2011年第2期58-61,共4页
在采用一款ZigBee解决方案的射频芯片CC2430和ZigBee协议栈的基础上,设计了一个简单的无线传感器网络灌溉控制系统,给出了相应设计方案和软件中的实现细节。该系统实现了对土壤含水率的实时检测,并依据土壤含水率灌溉阈值进行自动控制灌... 在采用一款ZigBee解决方案的射频芯片CC2430和ZigBee协议栈的基础上,设计了一个简单的无线传感器网络灌溉控制系统,给出了相应设计方案和软件中的实现细节。该系统实现了对土壤含水率的实时检测,并依据土壤含水率灌溉阈值进行自动控制灌溉,以达到节水灌溉的目的。初步测试证明,该系统运行稳定可靠,能够准确获取网络节点的属性,并进行节水灌溉控制。 展开更多
关键词 无线传感器网络 zigbee 节点设计 灌溉控制
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基于ZigBee技术的水稻自动灌溉控制系统设计 被引量:16
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作者 李野 董守田 黄丹丹 《农机化研究》 北大核心 2015年第2期226-229,共4页
为了加快农业生产的数字化和信息化的发展,提高农田灌溉中的生产效率,采用单片机技术、ZigBee以及组态等技术设计开发了一种远程灌溉监控控制系统。该系统由监控计算机、主控制器、分控制器等组成。分控制器由传感器、电源模块、太阳能... 为了加快农业生产的数字化和信息化的发展,提高农田灌溉中的生产效率,采用单片机技术、ZigBee以及组态等技术设计开发了一种远程灌溉监控控制系统。该系统由监控计算机、主控制器、分控制器等组成。分控制器由传感器、电源模块、太阳能电池板、电磁阀组成,通过传感器把现场的池块温度、土壤含水率、池块水位采集回来,将数据打包后通过GPRS发送到监控终端的上位机;上位机软件接收并处理数据,根据相应的预设参数和采集回来的参数,发送相应的命令给现场。该系统能够控制电磁阀的动作,连续运行未发生故障,可实现无人值守的远程灌溉监控。 展开更多
关键词 水稻灌溉 zigbee 自动控制
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全渠道控制系统在农业自动化节水灌溉系统中的设计与应用
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作者 王久荣 刘斌 《南方农机》 2025年第6期10-13,共4页
【目的】探究全渠道控制系统在农业自动化节水灌溉系统中的设计与应用策略,为提高农业生产效率和促进农业可持续发展提供技术支撑。【方法】采用文献综述法和案例分析法,在分析现有技术和方法的基础上,阐述了全渠道控制系统的设计原理... 【目的】探究全渠道控制系统在农业自动化节水灌溉系统中的设计与应用策略,为提高农业生产效率和促进农业可持续发展提供技术支撑。【方法】采用文献综述法和案例分析法,在分析现有技术和方法的基础上,阐述了全渠道控制系统的设计原理及其在农业节水灌溉中的应用策略,利用实际案例验证了全渠道控制系统在实际农业环境中应用的有效性。【结果】全渠道控制系统在改善农业节水灌溉技术方面具有显著的优势,并在实际应用中具有可行性。科学设计和应用全渠道控制系统,可以显著降低农业灌溉用水量,提高农业生产效率和水资源利用效率。【结论】全渠道控制系统可以在农业节水灌溉领域推广应用,为实现农业灌溉的高效管理和水资源的高效利用提供技术支撑。全渠道控制系统在未来农业中的进一步研究与实践,将为农业生产的现代化和可持续发展贡献更多的智慧和力量。 展开更多
关键词 全渠道控制系统 农业自动化 节水灌溉 设计与应用
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基于ZigBee和模糊控制决策的自动灌溉系统的设计 被引量:25
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作者 高玉芹 《节水灌溉》 北大核心 2010年第8期52-55,共4页
针对节水灌溉受多种因素影响难以建立精确控制模型的特点,为了实现作物的自动、实时与适量灌溉,设计了基于ZigBee和模糊控制决策的全自动灌溉系统。该系统通过ZigBee无线传感器网络采集土壤水势与环境气象信息,由农田蒸散量和土壤水势... 针对节水灌溉受多种因素影响难以建立精确控制模型的特点,为了实现作物的自动、实时与适量灌溉,设计了基于ZigBee和模糊控制决策的全自动灌溉系统。该系统通过ZigBee无线传感器网络采集土壤水势与环境气象信息,由农田蒸散量和土壤水势作为输入,以作物需水量为输出,采用模糊推理规则,使用分段模糊控制策略获得了作物的需水量,构成智能灌溉系统;采用ARM9微处理器,基于嵌入式Linux开发了网关节点,实现了数据的汇聚和GPRS通信方式的远程数据及命令转发。试验结果表明:该系统能快速准确地计算出作物的需水量,经济实用,有效地实现了全自动节水灌溉,特别适用于中小型灌溉区域的精细灌溉。 展开更多
关键词 模糊控制 zigbee 自动灌溉 土壤水势 JN5139
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基于物联网农业灌溉系统精准控制模型的研究 被引量:11
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作者 刘志龙 张淋江 +1 位作者 朱富丽 刘统帅 《农机化研究》 北大核心 2024年第4期211-215,220,共6页
为进一步提升我国农业灌溉系统的综合作业效率,体现灌溉的先进性与科学性,提出以精准控制模型为切入点,以物联网技术为主体支撑平台,针对其作业系统展开设计与优化。通过引入物联网强大的系统性架构,规范与强化各网络节点的部署与协作关... 为进一步提升我国农业灌溉系统的综合作业效率,体现灌溉的先进性与科学性,提出以精准控制模型为切入点,以物联网技术为主体支撑平台,针对其作业系统展开设计与优化。通过引入物联网强大的系统性架构,规范与强化各网络节点的部署与协作关系,科学搭建用于实现精准灌溉控制的数学模型,同时导入合理的系统软件设计程序与硬件功能组件配置,形成完整集成式的农业智能灌溉系统。结果表明:基于物联网平台技术的精准控制模型应用后,整体的作业效率得到显著提升,系统精准度、系统响应率分别相对提高了6.25%和7.68%,动作延迟率相对降低了2.72%,灌溉节水效率提升至91.50%。物联网平台下的精准控制模型应用效果良好,设计理念正确,可为灌溉领域实施节能降耗提供参考。 展开更多
关键词 农业灌溉系统 精准控制模型 物联网技术 网络节点 灌溉节水效率
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基于微积分控制的智能灌溉动态监控系统设计 被引量:3
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作者 段志霞 赵娜 宋洁 《农机化研究》 北大核心 2024年第5期206-209,215,共5页
为了解决当前农田灌溉水肥配比不均匀、不精确的问题,借助微积分控制原理,设计了智能灌溉动态监控系统。系统分为监测部分和控制部分,监测部分加载了显示软件、监控软件、MySQL数据库、水肥浓度控制算法的工业计算机,控制部分是指嵌入... 为了解决当前农田灌溉水肥配比不均匀、不精确的问题,借助微积分控制原理,设计了智能灌溉动态监控系统。系统分为监测部分和控制部分,监测部分加载了显示软件、监控软件、MySQL数据库、水肥浓度控制算法的工业计算机,控制部分是指嵌入式控制器及其外围电路。整个系统的工作过程为:用户设置灌溉施肥参数,监测部分通过TCP通信将灌溉指令发送给嵌入式控制器,控制器收到指令后,启动变频器和增压泵,由此打开水肥一体机的电动球阀,开始灌溉作业;与此同时,EC传感器、pH传感器、管道压力传感器、流量计实时采集灌溉过程中水肥溶液的相关参数,并发送给嵌入式控制器;由控制器将数据发送给监测部分,监测部分将采集的数据与设定阈值进行对比,如不满足误差,则启动水肥浓度控制模块,输出调节电动球阀的开合度的指令,从而调整水肥浓度,满足灌溉需求。 展开更多
关键词 智能灌溉 微积分控制 监控系统 嵌入式控制
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基于计算机控制的智能灌溉系统优化研究 被引量:2
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作者 贾红军 《农机化研究》 北大核心 2024年第10期37-42,共6页
为了实现小麦供水量精确控制,优化整合BP神经网络和模糊控制,设计了智能灌溉系统,并基于BP神经网络设计小麦需水量预测系统。整个神经系统为3层结构,以温度、土壤湿度、风速和光照强度作为系统输入,理论计算得到的小麦需水量为预测期望... 为了实现小麦供水量精确控制,优化整合BP神经网络和模糊控制,设计了智能灌溉系统,并基于BP神经网络设计小麦需水量预测系统。整个神经系统为3层结构,以温度、土壤湿度、风速和光照强度作为系统输入,理论计算得到的小麦需水量为预测期望值,训练该神经网络。基于模糊控制设计浇灌控制系统,以神经网络小麦需水量预测值和实际土壤含水量的差值e及其变化率ec作为控制系统输入,以浇灌时间作为系统输出,对神经网络需水量预测精度进行测试,相对偏差分布区间为[1.65%,7%]。对灌溉系统进行测试,相对偏差分布区间为[0.02%,0.38%]。 展开更多
关键词 灌溉系统 神经网络 模糊控制 优化
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浅析智能化灌溉系统在农田水利中的应用与效果
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作者 王超 《河南农业》 2025年第12期70-72,共3页
随着人口增长与经济发展,我国水资源短缺问题日益凸显,农业灌溉用水占据总用水量的大部分,传统灌溉方式存在严重浪费、不均衡和低效等问题。我国是农业大国,探索高效节水的灌溉技术对保障国家粮食安全和水资源可持续利用具有重要意义。... 随着人口增长与经济发展,我国水资源短缺问题日益凸显,农业灌溉用水占据总用水量的大部分,传统灌溉方式存在严重浪费、不均衡和低效等问题。我国是农业大国,探索高效节水的灌溉技术对保障国家粮食安全和水资源可持续利用具有重要意义。智能化灌溉系统的出现,推动农业科技迈向新阶段,成为现代农业发展的关键支撑。该系统融合先进的传感技术与智能控制算法,可实时精准监测土壤湿度、温度等关键环境参数,通过智能分析农作物需水规律,自动调节灌溉量与灌溉时间,实现水资源的精准高效利用。 展开更多
关键词 农业灌溉 智能化灌溉系统 传感技术 智能控制
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基于ZigBee网络和机械臂的智能灌溉系统设计 被引量:10
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作者 王莉 赵艳阳 +2 位作者 惠延波 阳雨妍 陈振 《农机化研究》 北大核心 2017年第7期137-142,共6页
为了解决偏远及地势复杂地区的自动灌溉控制问题,设计实现了一套嵌入式自动化节水灌溉系统。以STM3 2嵌入式控制器为核心,采用无线Zig Bee网络技术采集室外环境参数,通过上位机监测被测区域的温湿度变化,控制执行机构实现监测环境的温... 为了解决偏远及地势复杂地区的自动灌溉控制问题,设计实现了一套嵌入式自动化节水灌溉系统。以STM3 2嵌入式控制器为核心,采用无线Zig Bee网络技术采集室外环境参数,通过上位机监测被测区域的温湿度变化,控制执行机构实现监测环境的温湿度控制调节。中央控制器与上位机采用E31-TTL-50无线通信,采用窄带无线方式进行数据传输,实现了机械臂智能灌溉、上位机远程监控系统查询、设置参数及实时监测等功能要求。 展开更多
关键词 灌溉系统 机械臂 zigbee网络 模糊控制
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基于物联网的棉田节水灌溉自动控制系统设计 被引量:10
11
作者 李贺 张立新 +2 位作者 郭天圣 胡雪 卜浩然 《农机化研究》 北大核心 2024年第5期66-71,共6页
针对棉田灌溉环境下采用的传统无线通信技术功耗高、通信距离近、信号质量不稳定的问题,基于Lora技术设计了一种棉田节水灌溉自动控制系统。首先,提出了系统总体设计方案,以Arduino作为核心控制器,通过田间信息采集节点采集棉田土壤湿... 针对棉田灌溉环境下采用的传统无线通信技术功耗高、通信距离近、信号质量不稳定的问题,基于Lora技术设计了一种棉田节水灌溉自动控制系统。首先,提出了系统总体设计方案,以Arduino作为核心控制器,通过田间信息采集节点采集棉田土壤湿度信息;然后,利用Lora组网将数据传输到Lora基站,再利用4G网络将数据传输到物联网云平台,完成Web端和手机APP端的土壤湿度数据实时监测及对田间执行控制终端的控制;接着,在考虑棉田灌溉需求的情况下,完成了对系统硬件的选型与设计、软件设计与物联网平台的开发;最后,进行了系统通信测试。试验结果表明:在一定通信距离内,系统运行稳定,可以完成实时数据采集、传输与阀门远程控制,满足了复杂棉田环境通信需求。 展开更多
关键词 棉田 物联网 Lora 灌溉 控制系统
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基于ZigBee技术的农田节水灌溉系统 被引量:8
12
作者 马继伟 马纪梅 +2 位作者 伦翠芬 林红举 刘士光 《农机化研究》 北大核心 2009年第6期76-79,共4页
结合我国的农业现状,介绍了基于Zigbee技术的农田节水灌溉系统及其实现方法和应用前景。Zigbee是为低速率控制网络设计的标准无线网络协议,系统采用以CC2430芯片为核心的无线数字通信模块,实现对农田灌溉进行无线监测与控制。系统利用... 结合我国的农业现状,介绍了基于Zigbee技术的农田节水灌溉系统及其实现方法和应用前景。Zigbee是为低速率控制网络设计的标准无线网络协议,系统采用以CC2430芯片为核心的无线数字通信模块,实现对农田灌溉进行无线监测与控制。系统利用工控机与第一层网络协调器进行有线通信,实现了对整个网络运行的集中监控和数据信息的存储。 展开更多
关键词 农田 节水灌溉 监测控制网络 zigbee技术
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基于ZigBee的智能农业灌溉系统研究 被引量:31
13
作者 赵荣阳 王斌 姜重然 《农机化研究》 北大核心 2016年第6期244-248,共5页
针对传统农业灌溉中有线网络成本高、布线困难、覆盖范围受限等问题,以AT91SAM9260微处理器为控制核心、CC2530芯片为网络节点,利用超声波水位传感器、STR型土壤水分传感器采集农田水位数据信息,构建ZigBee网络。同时,通过GSM通信模块TC... 针对传统农业灌溉中有线网络成本高、布线困难、覆盖范围受限等问题,以AT91SAM9260微处理器为控制核心、CC2530芯片为网络节点,利用超声波水位传感器、STR型土壤水分传感器采集农田水位数据信息,构建ZigBee网络。同时,通过GSM通信模块TC35i,实现了终端节点数据信息反馈及用户控制命令传输的智能农业灌溉系统,为农业的大田灌溉提供了详细的解决方案。 展开更多
关键词 农业智能灌溉系统 zigbee CC2530 传感器
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基于ZigBee传感网的楼宇智能照明控制系统的设计与实现 被引量:26
14
作者 周晓伟 蔡建平 +1 位作者 郑增威 应晶 《计算机工程与科学》 CSCD 北大核心 2009年第8期150-152,155,共4页
本文介绍了一种楼宇智能照明控制系统的设计与实现技术。系统以基于ZigBee协议的无线传感器网络为理论依据,是一种面向节能型的智能照明控制系统。它根据感测到的当前室内的光线强度、人员个数及位置信息来自动判断和设置预先设计好的... 本文介绍了一种楼宇智能照明控制系统的设计与实现技术。系统以基于ZigBee协议的无线传感器网络为理论依据,是一种面向节能型的智能照明控制系统。它根据感测到的当前室内的光线强度、人员个数及位置信息来自动判断和设置预先设计好的照明模式,能够有效克服传统照明模式管理落后、浪费能源、舒适性差及布线复杂等缺陷。描述了系统基于网状(Mesh)拓扑结构的体系架构,并在此基础上从系统节点的硬件设计、室内环境信息的采集及照明模式的判断等方面分析了系统的实现过程。 展开更多
关键词 zigbee无线传感器网络 智能照明控制系统 节能
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基于ZigBee技术的恒压灌溉系统研究 被引量:4
15
作者 魏凯 安进强 +1 位作者 贾晔 宋增芳 《甘肃农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第5期146-150,156,共6页
基于ZigBee技术,采用HMI与PLC交互平台的模糊PID闭环控制系统,研制了一种可以自动实现精确控制灌溉水量和恒定管网压力的滴灌自动控制系统..该系统经甘肃农业大学葡萄园试用,运行稳定且操作方便.与常规滴灌相比,该灌溉系统可节水20%以上... 基于ZigBee技术,采用HMI与PLC交互平台的模糊PID闭环控制系统,研制了一种可以自动实现精确控制灌溉水量和恒定管网压力的滴灌自动控制系统..该系统经甘肃农业大学葡萄园试用,运行稳定且操作方便.与常规滴灌相比,该灌溉系统可节水20%以上,节省劳动力90%以上.该系统集合精准灌溉、数据共享、恒压控制3种功能,可为规模种植区自动控制灌溉提供技术支持. 展开更多
关键词 灌溉系统 zigbee HMI PLC 恒压控制 模糊PID
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基于ZigBee技术的空调控制系统 被引量:11
16
作者 吴光荣 全剑敏 章剑雄 《机电工程》 CAS 2009年第7期11-13,共3页
为了达到节约能源的目的,利用ZigBee技术实现了空调控制系统的分散控制和集中管理。首先,在介绍ZigBee网络技术及其拓扑结构的基础上,给出了本空调控制系统的整体框架结构;接着,针对方案中相关ZigBee节点的软硬件实现做了详细介绍。研... 为了达到节约能源的目的,利用ZigBee技术实现了空调控制系统的分散控制和集中管理。首先,在介绍ZigBee网络技术及其拓扑结构的基础上,给出了本空调控制系统的整体框架结构;接着,针对方案中相关ZigBee节点的软硬件实现做了详细介绍。研究结果表明,采用该控制系统可以合理地设定空调的运行参数,在满足人体对环境舒适度要求的同时,降低了空调系统运行时间,节省了运行费用,应用效果良好。 展开更多
关键词 无线传感器网络 zigbee技术 空调控制系统
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基于ZigBee的水肥一体化智能灌溉系统设计 被引量:11
17
作者 邓晓栋 张文清 翁绍捷 《湖北农业科学》 2015年第3期690-692,696,共4页
针对农业灌溉过程中水资源浪费严重以及施肥造成的环境污染现象,设计了基于ZigBee的水肥一体化智能灌溉系统。系统将实时采集到的数据通过ZigBee网络传送至服务器,用户在服务器端通过组态王软件控制水池、肥料池或者混合池电磁阀的打开... 针对农业灌溉过程中水资源浪费严重以及施肥造成的环境污染现象,设计了基于ZigBee的水肥一体化智能灌溉系统。系统将实时采集到的数据通过ZigBee网络传送至服务器,用户在服务器端通过组态王软件控制水池、肥料池或者混合池电磁阀的打开,进而用滴灌的方式对农田进行水或者水肥的灌溉。试验结果表明,系统在1 500 m的范围内能够正常将数据采集模块采集到的数据传送至服务器,同时服务器的控制模块在人为的条件下能够对大田进行灌溉。 展开更多
关键词 zigbee 水肥一体化 智能控制 灌溉系统
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基于ZigBee技术的葡萄园智能灌溉系统设计 被引量:16
18
作者 贾艳玲 刘思远 《江苏农业科学》 北大核心 2015年第6期383-385,共3页
为了提高葡萄园用水效率,提出了一种基于Zig Bee技术的葡萄园智能灌溉系统设计方案,主要对传感器节点的硬件进行设计,详细讨论了各个模块的元器件选择,给出了汇聚节点及传感器节点的软件设计流程,对自动灌溉实现过程进行分析,最终实现... 为了提高葡萄园用水效率,提出了一种基于Zig Bee技术的葡萄园智能灌溉系统设计方案,主要对传感器节点的硬件进行设计,详细讨论了各个模块的元器件选择,给出了汇聚节点及传感器节点的软件设计流程,对自动灌溉实现过程进行分析,最终实现了由传感器节点、汇聚节点、电控阀门及上位机等组成的智能灌溉系统。结果证明,该系统性能稳定、可靠,对葡萄园实施智能灌溉具有一定的参考价值。 展开更多
关键词 葡萄园 智能灌溉系统 zigbee技术
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基于485总线和ZigBee的滚焊机控制系统 被引量:4
19
作者 齐继阳 刘英豪 +2 位作者 孟洋 陆震云 魏赛 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2017年第8期115-120,共6页
异形管钢筋骨架自动变径滚焊机是生产钢筋骨架的主要设备之一,该设备中被控电动机的数量多、种类多,且I/O点数多,其控制系统结构复杂。基于485总线和ZigBee技术开发了一种高可靠性滚焊机控制系统,该系统中每个执行机构均有基于485总线... 异形管钢筋骨架自动变径滚焊机是生产钢筋骨架的主要设备之一,该设备中被控电动机的数量多、种类多,且I/O点数多,其控制系统结构复杂。基于485总线和ZigBee技术开发了一种高可靠性滚焊机控制系统,该系统中每个执行机构均有基于485总线的独立底层控制器,将运动控制功能和I/O点控制功能分离,同时利用ZigBee技术实现了对滚焊机主花盘上48台电动机的无线控制,既避免了电动机随着机构旋转而产生的接线缠绕问题,又满足了控制系统的功能需求。该系统实现了钢筋骨架全自动焊接、焊接参数的采集和显示、滚焊机运行过程的图形化显示以及故障报警等功能。实验结果表明,该控制系统运行稳定可靠,实时性好,具有很好的实用和推广价值。 展开更多
关键词 滚焊机 控制系统 485总线 zigbee技术
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基于ZigBee技术的节水灌溉系统设计 被引量:7
20
作者 李红 刘蕴红 董策舟 《现代电子技术》 2010年第23期207-210,共4页
为了大范围、低成本实现智能节水灌溉,采用ZigBee无线传感器网络技术,提出了一种利用S3C2440与CC2430作为主控芯片的节水灌溉系统设计方案。系统通过CC2430的串口采集土壤湿度传感器数据,并将数据通过ZigBee无线网络上传给数据处理中心... 为了大范围、低成本实现智能节水灌溉,采用ZigBee无线传感器网络技术,提出了一种利用S3C2440与CC2430作为主控芯片的节水灌溉系统设计方案。系统通过CC2430的串口采集土壤湿度传感器数据,并将数据通过ZigBee无线网络上传给数据处理中心;数据处理中心由CC2430通过串口将接收到的数据传递给S3C2440,同时采用SD卡进行存储,并通过光纤以太网接口将数据进行远端传输。经过SmartRFStudio信号软件和Linux下的Hping指令测试,灌溉系统连续7天无故障运行,完全达到系统设计指标。 展开更多
关键词 zigbee 节水灌溉系统 数据处理中心 混合型网络
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