本文關(guān)鍵詞：面向智慧農(nóng)業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

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【摘要】：隨著現(xiàn)代科學(xué)的不斷發(fā)展,建立精準(zhǔn)化、自動(dòng)化的現(xiàn)代智慧農(nóng)業(yè)控制系統(tǒng)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中起著越來(lái)越重要的作用。課題研究并設(shè)計(jì)一套面向智慧農(nóng)業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)自動(dòng)控制系統(tǒng)。論文首先分析了現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)并設(shè)計(jì)了系統(tǒng)由自動(dòng)采集/控制終端、網(wǎng)絡(luò)傳輸、云平臺(tái)和終端應(yīng)用四部分組成的總體方案。在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)采集/控制終端基于ARM的控制板卡和擴(kuò)展板卡、3G通信模塊、太陽(yáng)能供電模塊和外殼,并為控制板卡和擴(kuò)展板卡基于μC/OS II操作系統(tǒng)開(kāi)發(fā)軟件框架、配置底層驅(qū)動(dòng)、規(guī)劃任務(wù)、指令狀態(tài)機(jī)、數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)和通訊協(xié)議。系統(tǒng)完成了控制板卡與云平臺(tái)之間的基于以太網(wǎng)的MODBUS和3G的網(wǎng)絡(luò)傳輸,實(shí)現(xiàn)了控制板卡在被動(dòng)控制模式下與云平臺(tái)之間的通信和控制功能,在主動(dòng)控制模式下的自動(dòng)控制功能。以自動(dòng)灌溉系統(tǒng)和溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)為例,設(shè)計(jì)了基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自動(dòng)控制算法,通過(guò)模糊推理和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練得到最優(yōu)控制策略。同時(shí),論文完成了物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)的搭建,用戶可以通過(guò)終端訪問(wèn)web網(wǎng)頁(yè)實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控。最后論文給出了硬件、軟件的聯(lián)合調(diào)試過(guò)程,測(cè)試結(jié)果表明系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和自動(dòng)控制的功能,能夠滿足在智慧農(nóng)業(yè)控制領(lǐng)域的需求。
【關(guān)鍵詞】：智慧農(nóng)業(yè) 物聯(lián)網(wǎng) 自動(dòng)控制 模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：S126;TP391.44;TN929.5
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 緒論8-13
• 1.1 研究背景及意義8
• 1.2 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀8-12
• 1.2.1 物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)中的發(fā)展8-10
• 1.2.2 自動(dòng)控制技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的發(fā)展10-11
• 1.2.3 國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀綜述11-12
• 1.3 本課題主要研究?jī)?nèi)容12-13
• 第2章 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)13-21
• 2.1 系統(tǒng)整體方案13-14
• 2.2 農(nóng)業(yè)自動(dòng)采集/控制終端設(shè)計(jì)14-15
• 2.3 基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的農(nóng)業(yè)自動(dòng)控制算法設(shè)計(jì)15-19
• 2.4 網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議選取19-20
• 2.4.1 基于TCP/IP的MODBUS協(xié)議通信19-20
• 2.4.2 3G通信20
• 2.5 物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)設(shè)計(jì)20
• 2.6 本章小結(jié)20-21
• 第3章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)21-30
• 3.1 總體硬件方案21-22
• 3.2 控制板卡硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)22-26
• 3.3 擴(kuò)展板卡硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)26-27
• 3.4 其他模塊硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)27-28
• 3.4.1 3G通信模塊27-28
• 3.4.2 太陽(yáng)能供電模塊28
• 3.5 系統(tǒng)樣機(jī)及外殼設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)28-29
• 3.6 本章小結(jié)29-30
• 第4章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)30-45
• 4.1 總體軟件架構(gòu)30
• 4.2 控制板卡軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)30-38
• 4.2.1 維護(hù)MODBUS寄存器表軟件設(shè)計(jì)31-35
• 4.2.2 模擬數(shù)據(jù)采集軟件設(shè)計(jì)35-36
• 4.2.3 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)采集軟件設(shè)計(jì)36
• 4.2.4 數(shù)字輸出控制軟件設(shè)計(jì)36
• 4.2.5 3G通信軟件設(shè)計(jì)36-37
• 4.2.6 配置控制板卡軟件設(shè)計(jì)37-38
• 4.3 擴(kuò)展板卡軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)38
• 4.4 基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的農(nóng)業(yè)自動(dòng)控制系統(tǒng)算法設(shè)計(jì)38-43
• 4.4.1 基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自動(dòng)灌溉系統(tǒng)算法設(shè)計(jì)38-41
• 4.4.2 基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的溫度自動(dòng)控制算法設(shè)計(jì)41-43
• 4.5 物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)搭建43-44
• 4.6 本章小結(jié)44-45
• 第5章 系統(tǒng)功能測(cè)試45-52
• 5.1 控制板卡和擴(kuò)展板卡功能測(cè)試45-48
• 5.1.1 初始化測(cè)試45-46
• 5.1.2 模擬數(shù)據(jù)采集功能測(cè)試46
• 5.1.3 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)采集功能測(cè)試46-47
• 5.1.4 數(shù)字輸出控制功能測(cè)試47
• 5.1.5 穩(wěn)定性測(cè)試47-48
• 5.2 農(nóng)業(yè)自動(dòng)控制算法功能調(diào)試48-50
• 5.2.1 自動(dòng)灌溉控制系統(tǒng)調(diào)試48-49
• 5.2.2 溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)調(diào)試49-50
• 5.3 物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)功能測(cè)試50
• 5.4 本章小結(jié)50-52
• 結(jié)論52-53
• 參考文獻(xiàn)53-56
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果56-58
• 致謝58

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本文編號(hào)：577924