本文關(guān)鍵詞：溫室智能控制及專家系統(tǒng)設(shè)計

  更多相關(guān)文章： 農(nóng)業(yè)溫室 智能控制 專家系統(tǒng) 模糊PID ZigBee LabVIEW

【摘要】：我國是一個人口眾多的農(nóng)業(yè)大國,隨著國民生活水平的提高,我國的糧食需求量一直在增加,導(dǎo)致進口糧食總量連年激增,我國正成為農(nóng)產(chǎn)品純進口國。與此同時,我國的耕地面積反而一直在減少,逐漸逼近耕地紅線,人均耕地面積已不足世界人均水平的40%。而且,農(nóng)村從事耕作的勞動力逐漸流失,大量農(nóng)民進城務(wù)工,進一步導(dǎo)致耕作面積減少。我國的糧食安全已經(jīng)面臨一個比較危險的局面,所以的糧食增產(chǎn)增收已經(jīng)成為一個亟待解決的問題。為實現(xiàn)溫室種植作物的增產(chǎn)、增收和質(zhì)量提高,本論文設(shè)計了溫室智能控制及專家系統(tǒng),該系統(tǒng)能夠完成溫室控制的自動化和智能化,還提供了專家系統(tǒng)服務(wù),極大地提高了種植效率,解放了勞動力,同時減少病蟲害的發(fā)生,且能做到提早預(yù)防和治療。本系統(tǒng)通過使用溫室內(nèi)多合一傳感器、溫室外小型氣象站采集溫室內(nèi)外的各種環(huán)境因子的參數(shù),經(jīng)由RS485總線傳遞至無線傳輸模塊ZigBee。利用ZigBee透明傳輸?shù)膮f(xié)議特點,傳輸至與工控機直接相連的Coordinator ZigBee模塊,之后信號傳輸至工控機進入基于LabVIEW開發(fā)的軟件系統(tǒng)。在軟件系統(tǒng)中還設(shè)計了專家系統(tǒng),為用戶提供種植時的參考和發(fā)生病蟲害時的處理方法。獲取的數(shù)據(jù)經(jīng)過分析和處理后得到當前溫室內(nèi)的狀態(tài),一方面在人機交互界面上顯示,另一方面將當前數(shù)據(jù)狀態(tài)與設(shè)計的期望狀態(tài)進行比對,得到目前參數(shù)的變化趨勢。如果判斷認為數(shù)據(jù)最終會超出設(shè)定值就會運用模糊PID算法設(shè)計的智能控制系統(tǒng)調(diào)控相關(guān)設(shè)備,調(diào)節(jié)溫室內(nèi)的環(huán)境參數(shù),同時繼續(xù)進行自動的趨勢判斷,確定參數(shù)是否按照期望進行了變化。如果還沒有達到期望狀態(tài),系統(tǒng)會自動調(diào)節(jié)PID算法的參數(shù)值,更合理的控制執(zhí)行機構(gòu)的動作來調(diào)節(jié)環(huán)境參數(shù),實現(xiàn)智能化控制,直到環(huán)境參數(shù)達到期望值。本系統(tǒng)已經(jīng)被運用于實際生產(chǎn)種植中,并且取得了良好的效果,實現(xiàn)了智能控制的目的。試驗運行的3個月時間內(nèi)整個系統(tǒng)工作運行正常,而且實驗溫室中種植的黃瓜產(chǎn)量達到了高產(chǎn)水平。
【關(guān)鍵詞】：農(nóng)業(yè)溫室 智能控制 專家系統(tǒng) 模糊PID ZigBee LabVIEW
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：S625;TP273.5
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 緒論9-15
• 1.1 課題研究背景及意義9-10
• 1.2 當前研究現(xiàn)狀10-12
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀10-11
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3 課題研究目的及內(nèi)容12-15
• 第二章 系統(tǒng)的組成與工作原理15-29
• 2.1 系統(tǒng)的組成15-16
• 2.2 系統(tǒng)的工作原理16-17
• 2.3 智能控制17-22
• 2.3.1 PID控制17-18
• 2.3.2 模糊控制18
• 2.3.3 模糊PID控制18-22
• 2.4 農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)22-27
• 2.4.1 農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)概述22
• 2.4.2 農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)構(gòu)成22-24
• 2.4.3 本設(shè)計中的農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)24-27
• 2.5 本章小結(jié)27-29
• 第三章 系統(tǒng)的硬件設(shè)計29-45
• 3.1 數(shù)據(jù)采集機構(gòu)29-32
• 3.1.1 傳感器29-31
• 3.1.2 小型氣象站31-32
• 3.2 中間機構(gòu)32-41
• 3.2.1 工控機32-33
• 3.2.2 RS-485總線33-34
• 3.2.3 中繼控制器34-37
• 3.2.4 ZigBee模塊37-41
• 3.3 執(zhí)行機構(gòu)41-43
• 3.4 本章小結(jié)43-45
• 第四章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計45-59
• 4.1 主程序設(shè)計45-48
• 4.2 使用的軟件48-49
• 4.3 各子程序模塊的設(shè)計49-56
• 4.3.1 數(shù)據(jù)采集子程序模塊49-50
• 4.3.2 數(shù)據(jù)處理子程序模塊50-51
• 4.3.3 數(shù)據(jù)分析判斷子程序51
• 4.3.4 執(zhí)行機構(gòu)命令子程序模塊51-52
• 4.3.5 熱風(fēng)機子程序模塊52-55
• 4.3.6 數(shù)據(jù)存儲子程序模塊55-56
• 4.4 模糊PID的實現(xiàn)56-57
• 4.5 本章小結(jié)57-59
• 第五章 總結(jié)與展望59-61
• 5.1 總結(jié)59
• 5.2 展望59-61
• 參考文獻61-63
• 致謝63-65
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文65

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本文編號：810885