基于嵌入式Linux內(nèi)核移植設(shè)備驅(qū)動(dòng)的微噴自動(dòng)裝置

王 慧，張 璐

(河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南 南陽(yáng) 473000)

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基于嵌入式Linux內(nèi)核移植設(shè)備驅(qū)動(dòng)的微噴自動(dòng)裝置

王 慧，張 璐

(河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南 南陽(yáng) 473000)

為了實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)灌溉和節(jié)約用水的理念，提出了基于嵌入式Linux內(nèi)核移植設(shè)備驅(qū)動(dòng)的溫室微噴自動(dòng)裝置。通過(guò)分析溫室參數(shù)和作物生產(chǎn)信息，利用傳感器網(wǎng)絡(luò)采集溫室內(nèi)溫、濕度等環(huán)境因子，采用微噴灌調(diào)節(jié)和控制溫室內(nèi)環(huán)境，為農(nóng)作物生長(zhǎng)提供最有利的條件。文中重點(diǎn)研究了嵌入式內(nèi)核系統(tǒng)、傳感檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)處理單元及水泵送水管道組件的微噴自動(dòng)控制裝置，并搭建了試驗(yàn)平臺(tái)。試驗(yàn)表明：該系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)對(duì)溫室環(huán)境實(shí)施實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，可通過(guò)電磁閥控制執(zhí)行器進(jìn)行微噴灌水，有效控制環(huán)境因子，可靠性強(qiáng)、穩(wěn)定性高，對(duì)微噴灌溉應(yīng)用于農(nóng)業(yè)種植具有重要指導(dǎo)意義。

精準(zhǔn)灌溉；嵌入式；內(nèi)核移植；溫室微噴

0 引言

近年來(lái)，我國(guó)北方的旱災(zāi)問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重，農(nóng)業(yè)用水越來(lái)越困難，水資源在農(nóng)作物生產(chǎn)種植中的作用越來(lái)越突出。中國(guó)農(nóng)業(yè)灌溉水資源利用率僅僅有51%，與發(fā)達(dá)國(guó)家之間差距較大。本文提出的溫室微噴自動(dòng)系統(tǒng)，對(duì)農(nóng)業(yè)種植區(qū)溫、濕度的自動(dòng)檢測(cè)和合理利用水資源，節(jié)約用水具有重要意義。本文將嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用于溫室微噴自動(dòng)控制設(shè)備中，充分利用ARM系統(tǒng)高性能、低功耗、低價(jià)格，通過(guò)溫室內(nèi)溫、濕度傳感器網(wǎng)絡(luò)和灌溉控制閥門(mén)網(wǎng)絡(luò)準(zhǔn)確有效地控制灌水量和灌水時(shí)間，實(shí)現(xiàn)對(duì)大棚的合理灌溉，高效利用水資源，極好地解決了傳統(tǒng)灌溉用水浪費(fèi)大、穩(wěn)定性差的缺點(diǎn)，在農(nóng)業(yè)灌溉方面具有很好的應(yīng)用前景。

1 溫室微噴裝置總體方案與硬件平臺(tái)

溫室微噴自動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)，選擇設(shè)計(jì)方案時(shí)必須綜合考慮多方面因素：一方面，整個(gè)系統(tǒng)必須具有可行性，系統(tǒng)運(yùn)行效率高，節(jié)水能力強(qiáng)；另一方面，系統(tǒng)應(yīng)用性強(qiáng)，能對(duì)環(huán)境因子進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集和處理，根據(jù)環(huán)境需要實(shí)施灌溉。由于主要應(yīng)用于農(nóng)業(yè)灌溉，結(jié)合現(xiàn)階段農(nóng)村經(jīng)濟(jì)水平，整個(gè)系統(tǒng)的成本需要嚴(yán)格控制，不能太高。

1.1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案

溫室微噴自動(dòng)裝置主要包括流量、壓力、溫度檢測(cè)、濕度檢測(cè)等電路的設(shè)計(jì)，控制系統(tǒng)主要功能是實(shí)現(xiàn)溫室灌溉信息的采集和自動(dòng)控制，通過(guò)嵌入式控制系統(tǒng)采集微噴裝置的水力特性參數(shù)，驅(qū)動(dòng)電磁閥網(wǎng)絡(luò)對(duì)水壓、水量進(jìn)行調(diào)節(jié)。該系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)包括試驗(yàn)平臺(tái)、數(shù)據(jù)采集處理控制系統(tǒng)、電磁閥網(wǎng)絡(luò)及傳感器網(wǎng)絡(luò)等。溫室微噴自動(dòng)裝置運(yùn)行框架圖如圖1所示。

圖1 溫室微噴自動(dòng)裝置運(yùn)行框架圖

系統(tǒng)試驗(yàn)平臺(tái)主要由水泵、水力穩(wěn)壓器、過(guò)濾網(wǎng)、壓力閥、控制柜和處理器組成。根據(jù)溫室微噴系統(tǒng)的控制對(duì)象、控制規(guī)模及低成本要求，本系統(tǒng)采用嵌入式智能控制系統(tǒng)。溫室微噴自動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)框架如圖2所示。該系統(tǒng)以S3C2440處理器為硬件核心，直接對(duì)所需控制對(duì)象進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，從而完成系統(tǒng)的控制和管理。控制對(duì)象為微噴設(shè)備，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是傳感器網(wǎng)絡(luò)，執(zhí)行器是電磁閥網(wǎng)絡(luò)、變送器和抽水泵。系統(tǒng)的工作原理：先由溫度、濕度、壓力傳感器組成的網(wǎng)絡(luò)采集溫室環(huán)境因子變量，然后現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集處理模塊將傳感器采集的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)，并發(fā)送給S3C2440處理器進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算處理；根據(jù)控制算法產(chǎn)生指令驅(qū)動(dòng)控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)對(duì)溫室的自動(dòng)微噴灌溉。

圖2 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)框架圖

1.2 系統(tǒng)硬件平臺(tái)

考慮到系統(tǒng)需要節(jié)能的特點(diǎn)，其硬件平臺(tái)必須具備低功耗和高穩(wěn)定性的特點(diǎn)。系統(tǒng)硬件平臺(tái)的好壞直接決定整個(gè)系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性的高低。該硬件平臺(tái)主要由S3C2440處理器、存儲(chǔ)器、顯示器和傳感器處理單元等硬件模塊組成。S3C2440處理器具有價(jià)格低廉、功耗低、處理能力強(qiáng)等特點(diǎn)，其內(nèi)部集成64M的內(nèi)存和64M的FLASH，特別適合應(yīng)用于工業(yè)設(shè)施上。系統(tǒng)硬件平臺(tái)上的資源主要有CPU、外部存儲(chǔ)器、串口、網(wǎng)絡(luò)接口、LCD顯示屏及電路等，如圖3所示。

圖3 系統(tǒng)硬件平臺(tái)示意圖

2 嵌入式Linux內(nèi)核的移植

系統(tǒng)硬件平臺(tái)的正常運(yùn)行離不開(kāi)底層軟件的驅(qū)動(dòng)，而嵌入式操作系統(tǒng)是軟件環(huán)境的核心成分，監(jiān)控著整個(gè)硬件平臺(tái)的數(shù)據(jù)資源，負(fù)責(zé)各個(gè)硬件模塊間的聯(lián)系和驅(qū)動(dòng)，并為軟件開(kāi)發(fā)提供平臺(tái)。Linux系統(tǒng)功能強(qiáng)大，內(nèi)核源代碼開(kāi)源程度高，軟件資源多，可驅(qū)動(dòng)各種硬件體系，系統(tǒng)建立也比較容易。嵌入式內(nèi)核移植主要包括建立系統(tǒng)開(kāi)發(fā)環(huán)境、BootLoader移植、Linux內(nèi)核的編譯和移植3個(gè)部分。

2.1 建立系統(tǒng)開(kāi)發(fā)環(huán)境

嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)大多數(shù)采用交叉編譯，其軟件調(diào)試環(huán)境建立在宿主機(jī)(即1臺(tái)PC 機(jī))上，對(duì)應(yīng)的開(kāi)發(fā)板叫做目標(biāo)板，首先需要在專門(mén)編譯程序的軟件平臺(tái)上進(jìn)行，然后生成的源代碼可以在其他平臺(tái)運(yùn)行，這一過(guò)程主要有兩個(gè)部分：本機(jī)和目標(biāo)機(jī)。本機(jī)是進(jìn)行編譯并生成可以運(yùn)行程序的PC機(jī)；目標(biāo)機(jī)則是嵌入式系統(tǒng)的硬件平臺(tái)。嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)環(huán)境如圖4所示。

圖4 嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)環(huán)境框架圖

建立交叉編譯一般采取搭建工具鏈的方式進(jìn)行，具體步驟為：①下載交叉編譯器源碼包；②建立目錄；③解壓源碼包；④設(shè)置編譯路徑。配置宿主機(jī)上的TFTP服務(wù)，主要為以后下載相應(yīng)的內(nèi)核映像和文件系統(tǒng)做準(zhǔn)備。NFS為網(wǎng)絡(luò)文件，是Linux 系統(tǒng)中一種常用服務(wù)，其設(shè)計(jì)是為在不同系統(tǒng)間使用,所以其通訊協(xié)議與主機(jī)及作業(yè)系統(tǒng)無(wú)關(guān)。

2.2 BootLoader移植

BootLoader是嵌入式系統(tǒng)運(yùn)行的第一段程序，通過(guò)運(yùn)行該程序可以實(shí)現(xiàn)對(duì)CPU、存儲(chǔ)設(shè)備及外圍設(shè)備的初始化，系統(tǒng)訪問(wèn)存儲(chǔ)空間或者程序文件的燒錄都是通過(guò)BootLoader進(jìn)行的。BootLoader比較依賴硬件資源，其移植常常需要先考慮內(nèi)核中的配置。常見(jiàn)的嵌入式BootLoader有U-Boot、VIVI、RedBoot及ARMboot等。

絕大多數(shù)的BootLoader都具有下載和啟動(dòng)兩種模式，本系統(tǒng)采用VIVI式嵌入式BootLoader，其專門(mén)針對(duì)三星芯片而開(kāi)發(fā)。VIVI式嵌入式BootLoader移植步驟如圖5所示。

2.3 Linux內(nèi)核的編譯和移植

目前，Linux內(nèi)核增加了不少對(duì)S3C2440 處理器的支持，但仍需對(duì)內(nèi)核進(jìn)行調(diào)整來(lái)適應(yīng)嵌入式系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)，而且還需要重新配置、編譯和重新生成新的內(nèi)核映像。本文中嵌入式Linux內(nèi)核的編譯和移植主要包括NAND Flash分區(qū)和內(nèi)核的配置兩部分。

圖5 BootLoader移植步驟

NAND Flash分區(qū)如下:系統(tǒng)從Nand Flash啟動(dòng)時(shí)，S3C2440處理器首先將Nand Flash前4K代碼復(fù)制芯片內(nèi)部RAM空間，處理器從內(nèi)部RAM開(kāi)始執(zhí)行程序，因此vivi必須放到Nand Flash頂端。然后，vivi運(yùn)行后初始化硬件設(shè)備、建立內(nèi)存空間映射表；再將內(nèi)核映像加載復(fù)制到SDRAM中；最后開(kāi)始啟動(dòng)內(nèi)核。vivi分區(qū)中的地址主要是引導(dǎo)程序、內(nèi)核映像及文件系統(tǒng)下載到Nand Flash的真正地址。因此，內(nèi)核MTD必須與vivi分區(qū)一致。

內(nèi)核配置結(jié)構(gòu)包含:①Linux內(nèi)核的配置系統(tǒng)由4個(gè)部分組成；②編譯確定Makefile；③內(nèi)核編譯過(guò)程；④下載內(nèi)核到開(kāi)發(fā)板。

3 溫室微噴自動(dòng)控制處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 硬件設(shè)計(jì)

溫室微噴自動(dòng)控制裝置要充分調(diào)節(jié)和控制灌溉壓力和流水量，系統(tǒng)通過(guò)電磁閥統(tǒng)一控制灌水器的開(kāi)關(guān)，由處理器控制開(kāi)關(guān)時(shí)間，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制給水，保證灌溉區(qū)域給水量的一致性和準(zhǔn)確性。為了保證作為正常生長(zhǎng)所需水分和節(jié)約用水，嵌入式Linux內(nèi)核移植設(shè)備驅(qū)動(dòng)的溫室微噴自動(dòng)控制系統(tǒng)應(yīng)該具備以下特點(diǎn)：能采集傳感器網(wǎng)絡(luò)信息數(shù)據(jù)和驅(qū)動(dòng)電磁閥控制噴水器閥門(mén)開(kāi)關(guān)，而溫室溫、濕度傳感器網(wǎng)絡(luò)分布范圍比較廣泛，灌溉閥門(mén)執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)負(fù)責(zé)。因此，控制系統(tǒng)需要采取靈活的灌溉控制方法。灌溉自動(dòng)控制處理系統(tǒng)如圖6所示。

智能控制系統(tǒng)先將傳感器網(wǎng)絡(luò)采集的溫室溫、濕度數(shù)據(jù)信息發(fā)送給核心處理器；處理器將田間作物生長(zhǎng)所需水量與實(shí)際溫、濕度信息結(jié)合，判斷溫室是否需要灌溉；當(dāng)達(dá)到需求時(shí)開(kāi)啟灌溉執(zhí)行閥門(mén)，對(duì)溫室內(nèi)進(jìn)行微噴施水，以保證田間土壤濕度值，節(jié)約水資源。

圖6 灌溉自動(dòng)控制處理系統(tǒng)示意圖

3.2 軟件設(shè)計(jì)

溫室微噴自動(dòng)控制設(shè)備通過(guò)檢測(cè)環(huán)境溫度和土壤濕度，然后決定控制閥門(mén)的開(kāi)關(guān)。根據(jù)作物生長(zhǎng)狀況和環(huán)境因素，該系統(tǒng)可根據(jù)灌溉每次的用水量、作物實(shí)際接收量、土壤濕度值及環(huán)境溫度進(jìn)行綜合分析，確定灌溉時(shí)間和灌溉量。溫室微噴自動(dòng)控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)主要有：嵌入式主程序、傳感器網(wǎng)絡(luò)程序及閥門(mén)驅(qū)動(dòng)程序等。傳感器網(wǎng)絡(luò)程序?qū)崿F(xiàn)路由、數(shù)據(jù)采集的功能；閥門(mén)驅(qū)動(dòng)程序則控制微噴灌溉的開(kāi)關(guān)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制灌水。溫室微噴自動(dòng)控制系統(tǒng)程序主要包括數(shù)據(jù)處理和驅(qū)動(dòng)電磁閥操作。各子程序分別設(shè)計(jì)，具有獨(dú)立使用的特點(diǎn)，調(diào)用起來(lái)也比較方便，大大加強(qiáng)了軟件的運(yùn)行效率和穩(wěn)定性。溫室微噴自動(dòng)控制系統(tǒng)軟件流程如圖7所示。

圖7 溫室微噴自動(dòng)控制系統(tǒng)軟件流程圖

溫室灌溉給水控制軟件運(yùn)行流程圖比較簡(jiǎn)潔，系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)首先開(kāi)始進(jìn)行初始化設(shè)置，然后開(kāi)始采集并處理溫度和濕度傳感器信息，并發(fā)送至S3C2440處理器進(jìn)行數(shù)據(jù)對(duì)比和判斷，最后確定是否需要灌溉及灌溉用水量和灌溉用時(shí)，在滿足作物正常生長(zhǎng)的條件下，盡量節(jié)省水資源。

4 系統(tǒng)抗干擾設(shè)計(jì)

在設(shè)備驅(qū)動(dòng)等自動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)應(yīng)用中，系統(tǒng)抗干擾能力直接確定整個(gè)微噴系統(tǒng)穩(wěn)定性的強(qiáng)弱。系統(tǒng)中的干擾主要是空間電磁輻射和過(guò)程信道等干擾，其主要干擾系統(tǒng)的硬件資源，導(dǎo)致處理器工作不正常。

在設(shè)計(jì)硬件平臺(tái)時(shí)，電路板布線過(guò)程中應(yīng)注意加大線與線之間的距離，盡量減少引線的長(zhǎng)度；對(duì)于線路周邊比較復(fù)雜時(shí)，應(yīng)該盡量畫(huà)直線；對(duì)于電磁干擾比較強(qiáng)的地方需要采取電磁場(chǎng)屏蔽措施，采用鋁箔或者銅箔將需要隔離的地方包圍起來(lái)；強(qiáng)弱電之間盡量采用變壓器或者電磁閥隔離。

5 試驗(yàn)與結(jié)果分析

為了驗(yàn)證本系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性，將本系統(tǒng)應(yīng)用于某蔬菜種植基地的溫室內(nèi)，在不影響原作物生長(zhǎng)的前提下，從節(jié)水、增值和節(jié)省勞動(dòng)力等方面進(jìn)行測(cè)試。整個(gè)應(yīng)用共投入使用3個(gè)傳感器網(wǎng)絡(luò)，69個(gè)采集點(diǎn)。當(dāng)系統(tǒng)未進(jìn)行微噴時(shí)，采集土壤含水率周期為1h。這樣有利于節(jié)省能源，降低系統(tǒng)運(yùn)行功耗。當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)行微噴時(shí)，采集土壤含水率周期為10min，可以更精確地測(cè)量土壤含水率，提高灌溉效率。投入使用1年后，收集相關(guān)數(shù)據(jù)，使用動(dòng)態(tài)分析法。效益分析指標(biāo)結(jié)果如表1所示。

表1 效益分析指標(biāo)結(jié)果

在使用溫室微噴自動(dòng)控制系統(tǒng)時(shí)，與采用人工灌溉的方式相比，雖然每次用水量相差不大，但是年灌溉用水量明顯減少，大大節(jié)約了水資源，且作物產(chǎn)量也有提高。試驗(yàn)表明：溫室微噴自動(dòng)控制系統(tǒng)采用科學(xué)可行的方法實(shí)施灌溉，不僅很大程度地節(jié)省水資源，解決了人工監(jiān)測(cè)難度大、效率低下、灌溉不及時(shí)的缺點(diǎn)，還可以提高農(nóng)作物的產(chǎn)量。

6 結(jié)論

針對(duì)農(nóng)業(yè)種植中人工灌溉難度大、效率低、灌溉不及時(shí)的問(wèn)題，提出了基于嵌入式Linux內(nèi)核移植設(shè)備驅(qū)動(dòng)的溫室微噴自動(dòng)裝置。通過(guò)分析溫室參數(shù)和作物生產(chǎn)信息，利用傳感器網(wǎng)絡(luò)采集大棚內(nèi)溫、濕度等環(huán)境因子，并結(jié)合大棚種植應(yīng)用進(jìn)行試驗(yàn)和分析。試驗(yàn)結(jié)果表明：該溫室微噴自動(dòng)控制裝置，能夠?qū)厥噎h(huán)境實(shí)施有效監(jiān)測(cè)，并通過(guò)電磁閥控制執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行微噴灌水，可以有效控制和調(diào)節(jié)環(huán)境因子，大大節(jié)約了灌溉用水量，提高了作物種植產(chǎn)量，使農(nóng)業(yè)灌溉效率有較大的提高。同時(shí)，系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中穩(wěn)定性強(qiáng)，適應(yīng)復(fù)雜的農(nóng)業(yè)種植環(huán)境，對(duì)微噴灌溉的普及具有重要意義。

[1] 王磊,謝維波.Ad-Hoc網(wǎng)絡(luò)在嵌入式Linux上的實(shí)現(xiàn)[J].華僑大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版,2011(2):161- 164.

[2] 王新忠,顧開(kāi)新,劉飛.基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的丘陵果園灌溉控制系統(tǒng)[J].排灌機(jī)械工程學(xué)報(bào),2011(4):364-368.

[3] 牛麗娟.嵌入式操作系統(tǒng)移植的可視化配置技術(shù)研究[D].南京：南京理工大學(xué),2007.

[4] 陳林鋒.基于SimpliciTI的溫室無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)及其通信技術(shù)的研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 南京：南京農(nóng)業(yè)大學(xué),2012.

[5] 王煒.基于IROM啟動(dòng)的嵌入式系統(tǒng)鏡像文件便捷燒寫(xiě)方法研究[D].杭州：浙江工業(yè)大學(xué),2013.

[6] 胡慶余.基于S3C6410的嵌入式Linux操作系統(tǒng)的移植[D].武漢：華中科技大學(xué),2013.

[7] 陳朝旭,何超明,林綠鳳.溫室灌溉控制系統(tǒng)的研制及應(yīng)用[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)裝備,2006(6):42-44.

[8] 張群忠,沈建華.ARM&Linux嵌入式系統(tǒng)BootLoader的研究與設(shè)計(jì)[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用與軟件,2006(12):97-99.

[9] 張成心.低功耗節(jié)水灌溉系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)與應(yīng)用[D].昆明：昆明理工大學(xué),2014.

[10] 方簫.基于STM32的溫室環(huán)境控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究[D].武漢：武漢科技大學(xué),2014.

[11] 樊琦.基于LabVIEW的溫室環(huán)境智能測(cè)控系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)[D].杭州：浙江大學(xué),2006.

[12] 武漢章.基于ARM9處理器的溫室環(huán)境測(cè)控系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)[D].楊凌：西北農(nóng)林科技大學(xué),2009.

[13] 周益明.基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的溫室群監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)研究與實(shí)現(xiàn)[D].杭州：浙江大學(xué),2009.

[14] 金玉龍.溫室群控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].杭州：浙江大學(xué),2013.

[15] 伍剛.基于MC68HC908嵌入式處理器實(shí)現(xiàn)智能化實(shí)現(xiàn)UPS電源的設(shè)計(jì)[D].成都：電子科技大學(xué),2007.

[16] 周慶松,史小軍.U-Boot在AT91RM9200上的移植及啟動(dòng)分析[J].現(xiàn)代電子技術(shù),2008(5):157-159.

[17] 吳小偉,史志中,鐘志堂,等.國(guó)內(nèi)溫室環(huán)境在線控制系統(tǒng)的研究進(jìn)展[J].農(nóng)機(jī)化研究,2013,35(4):1-7,18.

[18] 歐陽(yáng)熹.基于節(jié)點(diǎn)信譽(yù)的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)安全關(guān)鍵技術(shù)研究[D].北京：北京郵電大學(xué),2013.

[19] 張?jiān)弃Q.基于Internet溫室環(huán)境遠(yuǎn)程智能控制系統(tǒng)研究[D].長(zhǎng)春：吉林大學(xué),2004.

[20] 江敏,陳一明.基于S3C44B0X的嵌入式系統(tǒng)BootLoader的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 工礦自動(dòng)化,2007(2):66-68.

[21] 魏正英,王新坤,唐一平,等.基于快速成型制造技術(shù)的滴灌滴頭的快速定型(英文)[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào),2002(5):102-105.

[22] 王瑞環(huán),魏正英,趙萬(wàn)華.基于RP技術(shù)的滴灌用灌水器滴頭的快速定型[J].機(jī)械設(shè)計(jì),2003(2):9-10.

[23] 郭艷玲,李志鵬. 可定制功能溫室自動(dòng)噴灌系統(tǒng)[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào),2005(12):99-101.

[24] 李亞衛(wèi).太陽(yáng)能供電的溫室微灌遠(yuǎn)程自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D].昆明：昆明理工大學(xué),2015.

[25] 李培.基于WSN的智能溫室大棚自動(dòng)定點(diǎn)噴灌系統(tǒng)[J].農(nóng)機(jī)化研究,2014，36(7):76-79.

[26] 張艷.基于PLC茶園恒壓噴灌控制系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)[D].重慶：重慶大學(xué),2007.

[27] 王智乾.基于PLC的溫室模糊灌溉控制系統(tǒng)研究[D].昆明：昆明理工大學(xué),2012.

[28] 肖傳晶.基于STC89C54的溫室微噴灌控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[D].呼和浩特：內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué),2013.

[29] 黎啟江,王祥寧,張倩.遠(yuǎn)程無(wú)線傳感器技術(shù)在智能灌溉監(jiān)控中的應(yīng)用[J]. 農(nóng)機(jī)化研究,2010,32(3): 182-188.

Micro Injection Automatic Device Based on the Porting Device of Embedded Linux Kernel

Wang Hui, Zhang Lu

(Henan Polytechnic Institute, Nanyang 473000, China)

In order to meet the concept of precision irrigation and water saving, it puts forward an automatic device based on embedded Linux kernel for greenhouse micro injection. Through the analysis of the greenhouse and field parameters and crop production information, the system makes use of the sensor network to gather the greenhouse temperature and humidity environment factor, micro irrigation regulation and control in greenhouse environment and crop growth to provide the most favorable conditions. In this paper, we focus on the embedded kernel system, sensor detection network, data processing unit and the micro injection automatic control device of water pump, and set up the experimental platform. Experiments show that the system can meet the real-time monitoring of greenhouse environment, and by controlling the electromagnetic valve actuator of micro spray irrigation, effective control of environmental factors, system not only has high reliability, high stability, micro spray irrigation application in agricultural cultivation, which has an important guiding significance.

precision irrigation; embedded; kernel transplantation; greenhouse micro injection

2016-05-05

河南省自然科學(xué)基金項(xiàng)目(2015GZC155)

王 慧(1983-)，女，河南南陽(yáng)人，講師，碩士。

張 璐(1982-)，女，河南南陽(yáng)人，講師，碩士，(E-mail)zhanglu0377@163.com。

S499；TP316.81

A

1003-188X(2017)07-0196-05