發(fā)布時間：2020-08-17 12:20

【摘要】：目前,我國水資源總量不足,時空分布不均勻,干旱缺水嚴重制約農(nóng)業(yè)發(fā)展。推廣普及水肥一體化等農(nóng)業(yè)節(jié)水技術(shù),是保障國家糧食安全、促進轉(zhuǎn)變農(nóng)業(yè)發(fā)展方式的必由之路。本課題是新型設(shè)施農(nóng)業(yè)機械裝備研發(fā)與開發(fā)項目中的一部分。論文通過對系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、控制算法、無線通訊方式、軟硬件設(shè)計的研究,設(shè)計一套基于物聯(lián)網(wǎng)的水肥一體化控制器。水肥一體化控制器以STM32F103ZET6微處理器為核心,輔以電源電路、Wi-Fi通訊電路、外部存儲電路、模擬量采集電路、采集流量電路、控制接口電路等外圍結(jié)構(gòu)電路構(gòu)成�？刂破髂軌蚧赪i-Fi技術(shù)實現(xiàn)以下功能:遠程對溫室群進行管理;同時將數(shù)據(jù)存儲到云端服務(wù)器;能夠按照溫室里的農(nóng)作物需求精確控制兩條肥路配比施肥等性能要求。在溫室內(nèi),通過3個感知節(jié)點采集溫室環(huán)境參數(shù),經(jīng)過灌溉控制器向云端服務(wù)器上傳這3個感知節(jié)點的數(shù)據(jù)。在溫室中進行yeelink、OneNET、騰訊云服務(wù)器選擇試驗,最后OneNET云端服務(wù)器作為遠程監(jiān)控和存儲的云端平臺。軟件方面使用μC/OS-II操作系統(tǒng)對采集模擬量、Wi-Fi通訊、輸出控制量任務(wù)、掃描矩陣鍵盤等任務(wù)模塊進行管理,使該控制系統(tǒng)具有較好的實時性。為了更精確的控制水肥流量比例,本文使用RBF-PID模型對單路或雙路肥路的施肥泵進行控制,通過仿真試驗和實際試驗結(jié)果說明RBF-PID模型比傳統(tǒng)PID模型能使被控制系統(tǒng)獲取更加穩(wěn)定、精度更高等性能,能夠滿足水肥一體化控制系統(tǒng)要求,具有較廣泛的應(yīng)用前景。
【學位授予單位】：河北農(nóng)業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：S224
【圖文】：

圖 2-1 遠程監(jiān)控水肥灌溉系統(tǒng)的設(shè)計方案Fig2-1 The remote monitoring of water and fertilizer irrigation system design（1）數(shù)據(jù)采集利用感知節(jié)點采集溫室內(nèi)的環(huán)境參數(shù)，同時通過灌溉控制器上接口采集 EC 值、PH 值、液位值、流量值。（2）數(shù)據(jù)傳輸使用 Wi-Fi 模塊進行通訊。它的主要任務(wù)是完成接收感知節(jié)點，并將多個感知節(jié)點的數(shù)據(jù)上傳到云端服務(wù)器。同時可以通過云端服務(wù)器遠灌溉控制器上的開關(guān)量。（3）控制任務(wù)是首先通過按一定采集周期采集兩條肥路的流量，其次，在根在單片機內(nèi)部控制算法輸出控制量，最后驅(qū)動器接收控制量后控制兩個施肥速，從而達到設(shè)定流量比例。 本章小結(jié)本章主要對課題研究所涉及的先關(guān)技術(shù)理論進行說明，在本系統(tǒng)的硬件和軟要求進行了討論，設(shè)計了基于物聯(lián)網(wǎng)的灌溉系統(tǒng)總體框架。

水肥一體化精量控制器設(shè)計3 水肥一體化控制器硬件設(shè)計要由以下幾部分組成：最小系統(tǒng)電路、W供電電路、采集電導率、PH 值、流量值是通過串口通訊，因此直接與單片機的相現(xiàn)與多個感知節(jié)點通訊，并且實現(xiàn)與云端定時器功能的引腳，將控制接口與驅(qū)動器 轉(zhuǎn)串口接口電路用于調(diào)試程序和打印程序成丟失數(shù)據(jù)，增加存儲芯片達到保護重要-1 所示，PBC 電路圖與控制器實物分別為

通過 Wi-Fi 模塊實現(xiàn)與多個感知節(jié)點通訊，并且實現(xiàn)與云端服務(wù)器進行數(shù)據(jù)交互�？刂平涌谑褂镁哂卸〞r器功能的引腳，將控制接口與驅(qū)動器相連，從而達到控制施肥泵的目的。USB 轉(zhuǎn)串口接口電路用于調(diào)試程序和打印程序輸出信息。為了防止控制系統(tǒng)運行異常造成丟失數(shù)據(jù)，增加存儲芯片達到保護重要數(shù)據(jù)的目的。控制器硬件整體框圖如圖 3-1 所示，PBC 電路圖與控制器實物分別為如圖 3-2 和圖 3-3所示。圖 3-1 控制器硬件結(jié)構(gòu)框圖Fig. 3-1 The master controller hardware block diagram

【參考文獻】

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本文編號：2795317