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問題的日益呈現(xiàn),研發(fā)智能化的新型設施農(nóng)業(yè)智能溫室已經(jīng)成為了國內(nèi)外競相發(fā)展的重要議題。智能溫室通過各種輔助設備與手段,達到加速作物生長周期甚至反季種植等目的,提高了作物種植的經(jīng)濟效益。針對于農(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)。在硬件架構設計方面,選用核心板結合各外設及其驅(qū)動模塊搭建了控制系統(tǒng)硬件部分。在軟件設計方面,通過比對選擇采用了嵌入式Linux系統(tǒng),并在成功搭建開發(fā)環(huán)境后,對引導加載程序、Linux內(nèi)核和根文件系統(tǒng)進行配置移植,編寫添加了子模塊的驅(qū)動程序。本控制系統(tǒng)架構模型,一方面設計主控制器通過傳感檢測設備采集到溫室內(nèi)外各環(huán)境因子參數(shù),并將其各與系統(tǒng)用戶預設各環(huán)境因子作比較,通過PID與模糊控制混合控制及相應的控制策略對各輔助設施... 

【文章來源】：溫州大學浙江省

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學位級別】：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，包括預測性最優(yōu)控制，基于神經(jīng)網(wǎng)絡的線性化解耦算法等。關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，但是當前很難實現(xiàn)在智能溫室的實際生產(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際應用中取得了許多成果，但是當被控對象自身有較大的偏差變化時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)學建模困難、控制對象精度低的問題，因此在溫室的智能控制方法上另尋他路尤為重要�；谀：刂评碚摰男滦涂刂品椒ň褪菧厥抑悄芸刂品椒ㄑ芯糠较蛑斜粡V泛討論的一個。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復雜難以建模的系統(tǒng)進行自然語言分析，并使其能夠以這樣一種模糊數(shù)學模式被計算機控制系統(tǒng)所接受消化，并轉化為最終的控制要求。其自然語言分析常采用“IF 條件，THEN 結果”這樣的模式。模糊控制系統(tǒng)的結構組成為圖 2-1所示。

溫州大學碩士學位論文言經(jīng)非模糊化處理得到精確模擬量給執(zhí)行機構，執(zhí)行機構對被控對象進行處理。如此反復，實現(xiàn)被控對象的循環(huán)模糊控制[31]。本文所研究的無土栽培智能溫室中，影響奶油生菜生長的主要環(huán)境因子中，二氧化碳和光照強度執(zhí)行機構單調(diào)，程序?qū)崿F(xiàn)相對容易。而溫度和濕度作為主導因素具有緊耦合、非線性、延滯性、執(zhí)行影響機構多等特點，因此本控制系統(tǒng)主要針對于溫度和濕度作調(diào)控。模糊控制是一種不依賴被控對象的精確數(shù)學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計是不科學的。為保證控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性、響應速率和控制精度，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 混合控制器結構圖。

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]基于模糊控制策略的溫室遠程智能控制系統(tǒng)的研究[D]. 王君.吉林大學 2015

碩士論文
[1]基于物聯(lián)網(wǎng)的設施農(nóng)業(yè)溫室大棚智能控制系統(tǒng)研究[D]. 韓毅.太原理工大學 2016
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[3]基于三星S3C6410X的嵌入式Linux智能溫室控制系統(tǒng)驅(qū)動程序研究[D]. 姜少宜.吉林大學 2015
[4]基于嵌入式的自動化溫室大棚監(jiān)控系統(tǒng)[D]. 王中華.內(nèi)蒙古師范大學 2013
[5]基于ARM11的嵌入式linux系統(tǒng)移植與實現(xiàn)[D]. 張霄.山東大學 2013
[6]嵌入式Linux系統(tǒng)驅(qū)動研究與開發(fā)[D]. 趙同樣.中國地震局工程力學研究所 2012
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[9]智能溫室監(jiān)控系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)[D]. 韓敏.西北農(nóng)林科技大學 2007
[10]基于單片機的溫度測控系統(tǒng)在溫室大棚中的設計與實現(xiàn)[D]. 黃鳳娟.安徽大學 2006



本文編號：2969515