發(fā)布時(shí)間：2021-01-10 22:17

　　傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)種植蔬菜依賴于土壤,隨著土壤連作性障礙相關(guān)問題的日益呈現(xiàn),研發(fā)智能化的新型設(shè)施農(nóng)業(yè)智能溫室已經(jīng)成為了國(guó)內(nèi)外競(jìng)相發(fā)展的重要議題。智能溫室通過各種輔助設(shè)備與手段,達(dá)到加速作物生長(zhǎng)周期甚至反季種植等目的,提高了作物種植的經(jīng)濟(jì)效益。針對(duì)于農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化來說,不僅需要依靠于傳統(tǒng)溫室的智能化控制,而且更需要有針對(duì)性的提出新型種植方案。無土栽培就是不依托傳統(tǒng)的土壤栽植作物的模式,通過其它如水培等方式種植作物,達(dá)到了既去除土壤依賴性,又使作物安全環(huán)保的目的。鑒于此,本文針對(duì)于奶油生菜類作物,做無土栽培智能溫室控制系統(tǒng)的研究。本文提出了基于嵌入式Linux系統(tǒng)的無土栽培智能溫室控制系統(tǒng)。在硬件架構(gòu)設(shè)計(jì)方面,選用核心板結(jié)合各外設(shè)及其驅(qū)動(dòng)模塊搭建了控制系統(tǒng)硬件部分。在軟件設(shè)計(jì)方面,通過比對(duì)選擇采用了嵌入式Linux系統(tǒng),并在成功搭建開發(fā)環(huán)境后,對(duì)引導(dǎo)加載程序、Linux內(nèi)核和根文件系統(tǒng)進(jìn)行配置移植,編寫添加了子模塊的驅(qū)動(dòng)程序。本控制系統(tǒng)架構(gòu)模型,一方面設(shè)計(jì)主控制器通過傳感檢測(cè)設(shè)備采集到溫室內(nèi)外各環(huán)境因子參數(shù),并將其各與系統(tǒng)用戶預(yù)設(shè)各環(huán)境因子作比較,通過PID與模糊控制混合控制及相應(yīng)的控制策略對(duì)各輔助設(shè)施... 

【文章來源】：溫州大學(xué)浙江省

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

008-2016年蔬菜種植面積圖（萬公頃）

本文所研究的控制系統(tǒng)的控制方法是無土栽培智能溫室獲得研究成果中的關(guān)鍵一環(huán)。溫室環(huán)境控制方法近來取得了許多成果，包括預(yù)測(cè)性最優(yōu)控制，基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的線性化解耦算法等。關(guān)于溫室控制方法的最新研究成果為溫室可期待的發(fā)展提供了思路與理論基礎(chǔ)，但是當(dāng)前很難實(shí)現(xiàn)在智能溫室的實(shí)際生產(chǎn)過程中。常見的 PID 控制和原有的控制理論雖然在各方面實(shí)際應(yīng)用中取得了許多成果，但是當(dāng)被控對(duì)象自身有較大的偏差變化時(shí)不能得到良好的反饋，所以不能基于溫室多環(huán)境因子控制提出精確數(shù)學(xué)控制模型[28][29][30]。溫室多環(huán)境因子控制研究上，存在不可避免的數(shù)學(xué)建模困難、控制對(duì)象精度低的問題，因此在溫室的智能控制方法上另尋他路尤為重要。基于模糊控制理論的新型控制方法就是溫室智能控制方法研究方向中被廣泛討論的一個(gè)。模糊邏輯控制理論由 L.A.Zadeh 教授提出。模糊控制理論的核心就是使用通俗易懂的自然語言對(duì)復(fù)雜難以建模的系統(tǒng)進(jìn)行自然語言分析，并使其能夠以這樣一種模糊數(shù)學(xué)模式被計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)所接受消化，并轉(zhuǎn)化為最終的控制要求。其自然語言分析常采用“IF 條件，THEN 結(jié)果”這樣的模式。模糊控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成為圖 2-1所示。

溫州大學(xué)碩士學(xué)位論文言經(jīng)非模糊化處理得到精確模擬量給執(zhí)行機(jī)構(gòu)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行處理。如此反復(fù)，實(shí)現(xiàn)被控對(duì)象的循環(huán)模糊控制[31]。本文所研究的無土栽培智能溫室中，影響奶油生菜生長(zhǎng)的主要環(huán)境因子中，二氧化碳和光照強(qiáng)度執(zhí)行機(jī)構(gòu)單調(diào)，程序?qū)崿F(xiàn)相對(duì)容易。而溫度和濕度作為主導(dǎo)因素具有緊耦合、非線性、延滯性、執(zhí)行影響機(jī)構(gòu)多等特點(diǎn)，因此本控制系統(tǒng)主要針對(duì)于溫度和濕度作調(diào)控。模糊控制是一種不依賴被控對(duì)象的精確數(shù)學(xué)模型自然語言控制器，比較適合與本控制系統(tǒng)所描述的這種控制要求。但是在系統(tǒng)層面上考慮到偏差論域值，完全依賴于模糊控制的設(shè)計(jì)是不科學(xué)的。為保證控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性、響應(yīng)速率和控制精度，本文選擇使用模糊與 PID 混合控制。2.4.2 模糊與 PID 混合控制本控制系統(tǒng)將模糊控制要常規(guī) PID 算法結(jié)合，使用模糊與 PID 混合控制。圖 2-2為模糊與 PID 混合控制器結(jié)構(gòu)圖。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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[5]基于ARM11的嵌入式linux系統(tǒng)移植與實(shí)現(xiàn)[D]. 張霄.山東大學(xué) 2013
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