本文關(guān)鍵詞：基于物聯(lián)網(wǎng)的設(shè)施農(nóng)業(yè)溫室大棚智能控制系統(tǒng)研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：本課題來源于太原市科技支撐新農(nóng)村建設(shè)項目“設(shè)施農(nóng)業(yè)溫室大棚自適應(yīng)控制系統(tǒng)與示范”(項目編號:120157),是針對當前我國溫室大棚環(huán)境調(diào)控水平落后、運行管理依賴經(jīng)驗、網(wǎng)絡(luò)化程度低等問題提出的,這些問題嚴重制約了溫室大棚生產(chǎn)效率的提高。因此,本文基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),設(shè)計和開發(fā)了一種溫室大棚智能控制系統(tǒng),實現(xiàn)溫室大棚主要環(huán)境參數(shù)的在線監(jiān)測、執(zhí)行機構(gòu)的自動控制,以及溫室大棚的科學管理,達到溫室大棚自動化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化和科學化生產(chǎn)的目標,對于提升我國溫室大棚生產(chǎn)力,提高溫室大棚現(xiàn)代化水平具有重要意義。主要研究內(nèi)容如下:通過深入分析溫室大棚環(huán)境參數(shù)特點和控制要求,在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)框架內(nèi)制定了溫室大棚的總體控制方案,分為感知層、傳輸層和應(yīng)用層,整個系統(tǒng)由單套集控系統(tǒng)、多套現(xiàn)場控制系統(tǒng)以及通訊網(wǎng)絡(luò)組成,集控系統(tǒng)對各現(xiàn)場控制系統(tǒng)進行集中管理和控制,現(xiàn)場控制系統(tǒng)可脫離網(wǎng)絡(luò)單獨運行,滿足不同規(guī)模水平溫室大棚的控制需求�，F(xiàn)場控制系統(tǒng)作為環(huán)境感知節(jié)點和智能化控制終端,處于物聯(lián)網(wǎng)感知層,依據(jù)溫室大棚現(xiàn)場實際環(huán)境情況,設(shè)計了以PLC為核心的現(xiàn)場控制系統(tǒng)。通過傳感器檢測空氣溫濕度、光照強度、二氧化碳濃度和土壤濕度信息;綜合手動控制和自動控制方法控制執(zhí)行機構(gòu)動作;采用觸摸屏實現(xiàn)溫室大棚現(xiàn)場的人機交互;借助短信報警控制器實現(xiàn)遠程監(jiān)控。系統(tǒng)通訊網(wǎng)絡(luò)處于物聯(lián)網(wǎng)傳輸層,依據(jù)傳輸層的設(shè)計要求,構(gòu)建了溫室現(xiàn)場局域網(wǎng)和遠程廣域網(wǎng)相結(jié)合的數(shù)據(jù)傳輸體系�，F(xiàn)場局域網(wǎng)采用基于以太網(wǎng)的有線傳輸方式;遠程廣域網(wǎng)采用互聯(lián)網(wǎng)與GSM移動通信相結(jié)合的傳輸技術(shù),實現(xiàn)感知層數(shù)據(jù)的可靠傳輸和廣泛互聯(lián)。集控系統(tǒng)處于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層,主要實現(xiàn)感知層數(shù)據(jù)的各類處理過程,包括數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)預處理、智能控制和人機交互�；贚ab VIEW軟件開發(fā)了溫室大棚集中監(jiān)控管理平臺,通過OPC服務(wù)器與現(xiàn)場控制器進行數(shù)據(jù)交換;以SQL Server軟件為開發(fā)平臺建立了溫室大棚數(shù)據(jù)庫系統(tǒng),實現(xiàn)運行數(shù)據(jù)的科學管理;提出了一種綜合軟件補償、分布圖法和取平均值法的數(shù)據(jù)預處理方法,消除數(shù)據(jù)誤差的影響;提出了一種溫濕度變結(jié)構(gòu)模糊控制方法,改善控制系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)性能,通過LabVIEW環(huán)境下的PID和模糊控制工具包實現(xiàn)了模糊控制器的設(shè)計;開發(fā)了集中監(jiān)控管理平臺數(shù)據(jù)采集、實時監(jiān)測、控制輸出、參數(shù)設(shè)置和數(shù)據(jù)管理過程的人機交互界面,提高管理效率。設(shè)計并搭建了溫室試驗平臺,在試驗平臺上進行了控制系統(tǒng)的調(diào)試與試驗。調(diào)試與試驗結(jié)果表明:系統(tǒng)的硬件設(shè)計合理,通訊網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定,集中監(jiān)控管理平臺各項功能正常,提出的數(shù)據(jù)預處理方法和智能控制方法效果良好,將環(huán)境參數(shù)穩(wěn)定在合理水平,滿足設(shè)施農(nóng)業(yè)溫室大棚的現(xiàn)代化管理需求。
【關(guān)鍵詞】：溫室大棚 物聯(lián)網(wǎng) 變結(jié)構(gòu)模糊控制 智能控制 LabVIEW
【學位授予單位】：太原理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：S625;TP273
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-11
• 第一章 緒論11-17
• 1.1 課題研究的背景和意義11-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-14
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)簡介14-15
• 1.4 本文的研究目標和主要研究內(nèi)容15-17
• 第二章 溫室大棚智能控制系統(tǒng)總體方案設(shè)計17-23
• 2.1 溫室大棚環(huán)境參數(shù)及特點17-19
• 2.2 系統(tǒng)總體方案設(shè)計19-22
• 2.3 本章小結(jié)22-23
• 第三章 溫室大棚現(xiàn)場控制系統(tǒng)設(shè)計23-39
• 3.1 現(xiàn)場控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)23
• 3.2 現(xiàn)場控制系統(tǒng)硬件設(shè)備選型23-29
• 3.2.1 可編程邏輯控制器選型23-25
• 3.2.2 觸摸屏選型25-26
• 3.2.3 傳感器選型26-29
• 3.2.4 短信報警控制器選型29
• 3.3 配套設(shè)備電氣控制系統(tǒng)設(shè)計29-32
• 3.3.1 開關(guān)式設(shè)備電氣控制系統(tǒng)30-31
• 3.3.2 正反轉(zhuǎn)設(shè)備電氣控制系統(tǒng)31-32
• 3.4 溫室大棚現(xiàn)場信息傳輸方案32-33
• 3.5 現(xiàn)場控制系統(tǒng)軟件設(shè)計33-37
• 3.5.1 PLC程序設(shè)計33-34
• 3.5.2 觸摸屏軟件設(shè)計34-36
• 3.5.3 短信報警控制器軟件設(shè)計36-37
• 3.6 本章小結(jié)37-39
• 第四章 溫室大棚集中監(jiān)控管理平臺設(shè)計39-53
• 4.1 集中監(jiān)控管理軟件平臺39-40
• 4.2 集中監(jiān)控管理平臺數(shù)據(jù)采集40-41
• 4.3 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計41-45
• 4.3.1 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫建立42-43
• 4.3.2 LabVIEW對數(shù)據(jù)庫的操作方法43-45
• 4.4 集中監(jiān)控管理平臺界面設(shè)計45-51
• 4.4.1 主界面45-46
• 4.4.2 數(shù)據(jù)采集界面46-47
• 4.4.3 實時監(jiān)測界面47-48
• 4.4.4 控制輸出界面48-49
• 4.4.5 數(shù)據(jù)管理界面49
• 4.4.6 參數(shù)設(shè)置界面49-51
• 4.5 網(wǎng)絡(luò)發(fā)布51
• 4.6 本章小結(jié)51-53
• 第五章 溫室大棚智能控制算法53-69
• 5.1 數(shù)據(jù)預處理53-55
• 5.2 模糊控制原理55-56
• 5.3 變結(jié)構(gòu)模糊控制56-57
• 5.4 模糊控制器設(shè)計57-64
• 5.4.1 模糊控制器1的設(shè)計57-62
• 5.4.2 模糊控制器2的設(shè)計62-64
• 5.5 LabVIEW開發(fā)環(huán)境下變結(jié)構(gòu)模糊控制器實現(xiàn)64-67
• 5.5.1 LabVIEW PID和模糊邏輯工具包簡介64-65
• 5.5.2 模糊控制器的實現(xiàn)65-66
• 5.5.3 變結(jié)構(gòu)模糊控制策略實現(xiàn)66-67
• 5.6 本章小結(jié)67-69
• 第六章 系統(tǒng)調(diào)試與試驗69-79
• 6.1 溫室試驗平臺介紹69-73
• 6.2 系統(tǒng)運行測試73-75
• 6.3 系統(tǒng)控制性能測試75-78
• 6.4 本章小結(jié)78-79
• 第七章 結(jié)論與展望79-81
• 7.1 結(jié)論79-80
• 7.2 工作展望80-81
• 參考文獻81-85
• 致謝85-87
• 作者在攻讀碩士學位期間的研究成果87

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