基于RTOS的单片机系统在温室环境控制中的应用研究

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基于RTOS的单片机系统在温室环境控制中的应用研究

摘要:温室环境控制对实时响应和实时处理能力都有较高的要求,针对这一特点,提出了基于实时操作系统
RTOS的嵌入式单片机系统作为其环境调控的底层控制器,在温室环境各参数调控中该底层控制器性能优越、效
/ _7 ^3 n% w3 T6 k果显著,实际运行表明该系统具有较高的稳定性和可靠性。
# o6 \: o6 n3 h关键词:温室环境控制;实时操作系统;嵌入式单片机
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4 {% ^4 n1 }0 v温室环境控制的目的是营造适合作物生长的环
* h6 k. Y2 p$ d- d  m- J( {境,使作物能够部分或者全部克服外界气候环境和
! t1 ~" t) \! X  n土壤因素的制约。为此,必须对作物生长的空气温
度、空气相对湿度、二氧化碳浓度、营养液以及光照
1 o2 b- E7 I5 T( X- f9 V8 x! n度等环境因子加以控制。温室系统是一个复杂(目标
复杂、对象复杂、环境复杂)的大系统,要实现环境控
, r: R, ^  _$ C; x. r% B! m制并非易事。
8 |+ k$ v2 s3 P1 W: q" Y目前,温室环境控制大多采用工控系统,成本较
) {9 G" P4 D) ^1 z4 {  U  K* r1 X! G高,不能满足在设施农业应用中低成本的要求。而且
是集中式控制,所有功能都由工控主机来完成,造成
+ N: f1 w, s, [, ~5 O* L9 W+ \危险过于集中,降低了系统的可靠性和稳定性,一旦
" s( u7 p2 Q  {) X主机发生故障,将会导致整个系统的瘫痪。另外,布
线复杂、维护困难也是其在温室环境控制中应用的
一大障碍。
考虑到温室环境控制的复杂性以及设施农业要
# U4 _+ x- r+ ^9 V7 I* I+ _: Q求低成本的特点,利用单片机系统组成一个分布式
控制系统,不仅能降低控制系统的危险系数,提高系
统的可靠性,还能根据温室环境控制的要求进行扩
展。由于本温室环境调控系统需要处理很多任务,且
( @6 F( q3 w6 p# `* J, |' M! }各个任务之间又有多种信息的传递,这就会带来两
- i4 \2 w9 Z3 M个问题:第一,中断可能得不到实时响应,从而造成
/ X+ Q( A# |" G. ^' Y! E系统工作的拥塞,在网络通信方面则会降低系统整
体的信息流量。第二,系统任务多时,要考虑的各种
  ?7 r9 n4 E& H可能性也就很多,各种资源的调度不当就会发生死
6 t' `9 X& O+ K( s& I锁,降低软件可靠性,而且程序编写工作量就会成指
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