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

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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)中起著越來越重要的作用。課題研究并設(shè)計一套面向智慧農(nóng)業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)自動控制系統(tǒng)。論文首先分析了現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展趨勢并設(shè)計了系統(tǒng)由自動采集/控制終端、網(wǎng)絡(luò)傳輸、云平臺和終端應(yīng)用四部分組成的總體方案。在此基礎(chǔ)上設(shè)計并實現(xiàn)了自動采集/控制終端基于ARM的控制板卡和擴展板卡、3G通信模塊、太陽能供電模塊和外殼,并為控制板卡和擴展板卡基于μC/OS II操作系統(tǒng)開發(fā)軟件框架、配置底層驅(qū)動、規(guī)劃任務(wù)、指令狀態(tài)機、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之間的基于以太網(wǎng)的MODBUS和3G的網(wǎng)絡(luò)傳輸,實現(xiàn)了控制板卡在被動控制模式下與云平臺之間的通信和控制功能,在主動控制模式下的自動控制功能。以自動灌溉系統(tǒng)和溫度自動控制系統(tǒng)為例,設(shè)計了基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自動控制算法,通過模糊推理和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練得到最優(yōu)控制策略。同時,論文完成了物聯(lián)網(wǎng)云平臺的搭建,用戶可以通過終端訪問web網(wǎng)頁實現(xiàn)對農(nóng)業(yè)現(xiàn)場的遠程監(jiān)控。最后論文給出了硬件、軟件的聯(lián)合調(diào)試過程,測試結(jié)果表明系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)遠程監(jiān)控和自動控制的功能,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)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：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 自動控制技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的發(fā)展10-11
• 1.2.3 國內(nèi)外現(xiàn)狀綜述11-12
• 1.3 本課題主要研究內(nèi)容12-13
• 第2章 系統(tǒng)總體方案設(shè)計13-21
• 2.1 系統(tǒng)整體方案13-14
• 2.2 農(nóng)業(yè)自動采集/控制終端設(shè)計14-15
• 2.3 基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的農(nóng)業(yè)自動控制算法設(shè)計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)云平臺設(shè)計20
• 2.6 本章小結(jié)20-21
• 第3章 系統(tǒng)硬件設(shè)計與實現(xiàn)21-30
• 3.1 總體硬件方案21-22
• 3.2 控制板卡硬件設(shè)計與實現(xiàn)22-26
• 3.3 擴展板卡硬件設(shè)計與實現(xiàn)26-27
• 3.4 其他模塊硬件設(shè)計與實現(xiàn)27-28
• 3.4.1 3G通信模塊27-28
• 3.4.2 太陽能供電模塊28
• 3.5 系統(tǒng)樣機及外殼設(shè)計與實現(xiàn)28-29
• 3.6 本章小結(jié)29-30
• 第4章 系統(tǒng)軟件設(shè)計與實現(xiàn)30-45
• 4.1 總體軟件架構(gòu)30
• 4.2 控制板卡軟件設(shè)計與實現(xiàn)30-38
• 4.2.1 維護MODBUS寄存器表軟件設(shè)計31-35
• 4.2.2 模擬數(shù)據(jù)采集軟件設(shè)計35-36
• 4.2.3 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)采集軟件設(shè)計36
• 4.2.4 數(shù)字輸出控制軟件設(shè)計36
• 4.2.5 3G通信軟件設(shè)計36-37
• 4.2.6 配置控制板卡軟件設(shè)計37-38
• 4.3 擴展板卡軟件設(shè)計與實現(xiàn)38
• 4.4 基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的農(nóng)業(yè)自動控制系統(tǒng)算法設(shè)計38-43
• 4.4.1 基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自動灌溉系統(tǒng)算法設(shè)計38-41
• 4.4.2 基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的溫度自動控制算法設(shè)計41-43
• 4.5 物聯(lián)網(wǎng)云平臺搭建43-44
• 4.6 本章小結(jié)44-45
• 第5章 系統(tǒng)功能測試45-52
• 5.1 控制板卡和擴展板卡功能測試45-48
• 5.1.1 初始化測試45-46
• 5.1.2 模擬數(shù)據(jù)采集功能測試46
• 5.1.3 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)采集功能測試46-47
• 5.1.4 數(shù)字輸出控制功能測試47
• 5.1.5 穩(wěn)定性測試47-48
• 5.2 農(nóng)業(yè)自動控制算法功能調(diào)試48-50
• 5.2.1 自動灌溉控制系統(tǒng)調(diào)試48-49
• 5.2.2 溫度自動控制系統(tǒng)調(diào)試49-50
• 5.3 物聯(lián)網(wǎng)云平臺功能測試50
• 5.4 本章小結(jié)50-52
• 結(jié)論52-53
• 參考文獻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：577924