基于無線傳感器溫室大棚環(huán)境參數(shù)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與優(yōu)化
發(fā)布時(shí)間:2022-07-02 14:11
溫室大棚為經(jīng)濟(jì)作物提供了良好的生長環(huán)境,它的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益使溫室大棚栽培成為設(shè)施農(nóng)業(yè)的重要組成部分。目前設(shè)施農(nóng)業(yè)需要少人力、少物力、高產(chǎn)量,而大棚智能控制技術(shù)的迅猛發(fā)展,解決了上述的問題,無論發(fā)展中國家還是發(fā)達(dá)國家都給予了高度的重視。我國是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國,雖然國土面積很大,但是因?yàn)槿丝诙?且我國地形地勢復(fù)雜,不利因素影響較多,耕地資源相對(duì)匱乏。不過隨著城市化發(fā)展進(jìn)程地一步步加快,我國經(jīng)濟(jì)迅速的發(fā)展,并且大力地發(fā)展高效、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、安全、生態(tài)的現(xiàn)代化農(nóng)業(yè),進(jìn)一步提高了農(nóng)業(yè)的科技含量,這是順應(yīng)時(shí)代發(fā)展的必要結(jié)果。本論文也是主要針對(duì)在我國的環(huán)境條件下溫室大棚內(nèi)影響農(nóng)作物生長發(fā)育的環(huán)境參數(shù)的控制問題,做了深入研究。以傳感器為基點(diǎn)、黃瓜為研究對(duì)象,采用無線傳感器對(duì)溫室大棚的環(huán)境參數(shù)進(jìn)行采集,并通過ZigBee網(wǎng)絡(luò)將采集到的數(shù)據(jù)傳輸至上位機(jī),上位機(jī)通過推導(dǎo)出的各個(gè)環(huán)境因素控制算法,利用MAILAB軟件對(duì)其進(jìn)行仿真模擬。并通過均方根差(RMSE)檢驗(yàn)指標(biāo)對(duì)擬合曲線進(jìn)行檢驗(yàn)了。最后得到了以下結(jié)論:(1)完成了傳感器接口的調(diào)試程序和執(zhí)行程序,試驗(yàn)結(jié)果表明傳感器能夠穩(wěn)定的工作,且執(zhí)行速度反應(yīng)較快。能夠完...
【文章頁數(shù)】:63 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 研究背景及意義
1.2 文獻(xiàn)綜述
1.2.1 發(fā)展?fàn)顩r
1.2.2 控制算法方法
1.3 研究目標(biāo)、研究內(nèi)容及技術(shù)路線
1.3.1 研究目標(biāo)
1.3.2 研究內(nèi)容
1.3.3 技術(shù)路線
2 WSN與Zigbee技術(shù)
2.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)
2.2 Zigbee技術(shù)
2.2.1 ZigBee協(xié)議棧結(jié)構(gòu)介紹
2.2.2 ZigBee的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
3 溫室大棚環(huán)境因素的控制算法
3.1 溫度控制算法
3.1.1 溫室能量模型
3.1.2 溫度控制算法
3.1.3 算法實(shí)施
3.2 濕度控制算法
3.3 CO_2濃度控制算法
4 溫室大棚參數(shù)控制系統(tǒng)硬件配置及設(shè)計(jì)
4.1 試驗(yàn)大棚布局設(shè)計(jì)
4.2 ZigBee無線射頻模塊選型
4.3 傳感器節(jié)點(diǎn)硬件配置設(shè)計(jì)
4.3.1 溫濕度傳感器
4.3.2 CO_2濃度傳感器
5 溫室大棚參數(shù)控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)與應(yīng)用
5.1 傳感器功能實(shí)現(xiàn)
5.1.1 溫濕度傳感器
5.1.2 CO_2濃度傳感器
5.2 ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)
5.3 數(shù)據(jù)采集
5.4 控制器控制設(shè)計(jì)
6 溫室大棚參數(shù)控制系統(tǒng)測試與分析
6.1 控制算法驗(yàn)證
6.2 大棚功能模擬測試
7 結(jié)論與展望
7.1 結(jié)論
7.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]無線傳感器網(wǎng)絡(luò)綜述[J]. 王塞博,劉素凱,毛先柏. 信息通信. 2014(08)
[2]基于WSN均衡匯聚樹的CTP路由算法改進(jìn)[J]. 趙晨旭,吳怡之,韓漢光. 計(jì)算機(jī)工程. 2012(14)
[3]無線傳感器網(wǎng)絡(luò)發(fā)展及其在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)方面的應(yīng)用[J]. 裴芳,張潔. 計(jì)算機(jī)光盤軟件與應(yīng)用. 2012(03)
[4]超聲波霧化栽培裝置的研制和應(yīng)用效果[J]. 聞婧,程瑞鋒,孟力力,韋金河,楊其長,張俊. 江西農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào). 2012(01)
[5]農(nóng)田無線傳感器網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)終端數(shù)據(jù)收集方案[J]. 陸明洲,沈明霞,孫玉文,熊迎軍,劉龍申,林相澤. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2011(08)
[6]基于WSN的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)遠(yuǎn)程環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 常超,鮮曉東,胡穎. 傳感技術(shù)學(xué)報(bào). 2011(06)
[7]基于zigbee無線網(wǎng)絡(luò)的土壤墑情監(jiān)控系統(tǒng)[J]. 胡培金,江挺,趙燕東. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2011(04)
[8]稻田水分監(jiān)測無線傳感器網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化設(shè)計(jì)與試驗(yàn)[J]. 肖德琴,古志春,馮健昭,肖克輝,羅錫文. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2011(02)
[9]無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用研究[J]. 蔡鑌,袁超,頓文濤,馬斌強(qiáng),李聰,李輝. 江西農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào). 2010(09)
[10]基于CC2430的無線傳感網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)滴灌系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 楊婷,汪小旵. 計(jì)算機(jī)測量與控制. 2010(06)
博士論文
[1]面向精細(xì)農(nóng)業(yè)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 張偉.浙江大學(xué) 2013
[2]無線傳感器網(wǎng)絡(luò)農(nóng)業(yè)信息監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)融合研究[D]. 蔣鼎國.江南大學(xué) 2010
碩士論文
[1]基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的農(nóng)業(yè)大棚監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. 孫麗婷.大連理工大學(xué) 2013
[2]基于物聯(lián)網(wǎng)的智能農(nóng)業(yè)監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 王冬.大連理工大學(xué) 2013
[3]物聯(lián)網(wǎng)在智能農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用研究[D]. 彭改麗.鄭州大學(xué) 2012
[4]面向農(nóng)業(yè)監(jiān)控的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)設(shè)計(jì)[D]. 劉萬祿.大連理工大學(xué) 2012
[5]基于無線技術(shù)的溫室農(nóng)業(yè)大棚智能控制的研究[D]. 劉曉惠.武漢工業(yè)學(xué)院 2012
[6]基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)稻田節(jié)水灌溉的研究[D]. 郭俊振.東北農(nóng)業(yè)大學(xué) 2012
[7]基于LabVIEW的溫室環(huán)境智能測控系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)[D]. 樊琦.浙江大學(xué) 2006
本文編號(hào):3654506
【文章頁數(shù)】:63 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 研究背景及意義
1.2 文獻(xiàn)綜述
1.2.1 發(fā)展?fàn)顩r
1.2.2 控制算法方法
1.3 研究目標(biāo)、研究內(nèi)容及技術(shù)路線
1.3.1 研究目標(biāo)
1.3.2 研究內(nèi)容
1.3.3 技術(shù)路線
2 WSN與Zigbee技術(shù)
2.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)
2.2 Zigbee技術(shù)
2.2.1 ZigBee協(xié)議棧結(jié)構(gòu)介紹
2.2.2 ZigBee的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
3 溫室大棚環(huán)境因素的控制算法
3.1 溫度控制算法
3.1.1 溫室能量模型
3.1.2 溫度控制算法
3.1.3 算法實(shí)施
3.2 濕度控制算法
3.3 CO_2濃度控制算法
4 溫室大棚參數(shù)控制系統(tǒng)硬件配置及設(shè)計(jì)
4.1 試驗(yàn)大棚布局設(shè)計(jì)
4.2 ZigBee無線射頻模塊選型
4.3 傳感器節(jié)點(diǎn)硬件配置設(shè)計(jì)
4.3.1 溫濕度傳感器
4.3.2 CO_2濃度傳感器
5 溫室大棚參數(shù)控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)與應(yīng)用
5.1 傳感器功能實(shí)現(xiàn)
5.1.1 溫濕度傳感器
5.1.2 CO_2濃度傳感器
5.2 ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)
5.3 數(shù)據(jù)采集
5.4 控制器控制設(shè)計(jì)
6 溫室大棚參數(shù)控制系統(tǒng)測試與分析
6.1 控制算法驗(yàn)證
6.2 大棚功能模擬測試
7 結(jié)論與展望
7.1 結(jié)論
7.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]無線傳感器網(wǎng)絡(luò)綜述[J]. 王塞博,劉素凱,毛先柏. 信息通信. 2014(08)
[2]基于WSN均衡匯聚樹的CTP路由算法改進(jìn)[J]. 趙晨旭,吳怡之,韓漢光. 計(jì)算機(jī)工程. 2012(14)
[3]無線傳感器網(wǎng)絡(luò)發(fā)展及其在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)方面的應(yīng)用[J]. 裴芳,張潔. 計(jì)算機(jī)光盤軟件與應(yīng)用. 2012(03)
[4]超聲波霧化栽培裝置的研制和應(yīng)用效果[J]. 聞婧,程瑞鋒,孟力力,韋金河,楊其長,張俊. 江西農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào). 2012(01)
[5]農(nóng)田無線傳感器網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)終端數(shù)據(jù)收集方案[J]. 陸明洲,沈明霞,孫玉文,熊迎軍,劉龍申,林相澤. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2011(08)
[6]基于WSN的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)遠(yuǎn)程環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 常超,鮮曉東,胡穎. 傳感技術(shù)學(xué)報(bào). 2011(06)
[7]基于zigbee無線網(wǎng)絡(luò)的土壤墑情監(jiān)控系統(tǒng)[J]. 胡培金,江挺,趙燕東. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2011(04)
[8]稻田水分監(jiān)測無線傳感器網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化設(shè)計(jì)與試驗(yàn)[J]. 肖德琴,古志春,馮健昭,肖克輝,羅錫文. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2011(02)
[9]無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用研究[J]. 蔡鑌,袁超,頓文濤,馬斌強(qiáng),李聰,李輝. 江西農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào). 2010(09)
[10]基于CC2430的無線傳感網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)滴灌系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 楊婷,汪小旵. 計(jì)算機(jī)測量與控制. 2010(06)
博士論文
[1]面向精細(xì)農(nóng)業(yè)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 張偉.浙江大學(xué) 2013
[2]無線傳感器網(wǎng)絡(luò)農(nóng)業(yè)信息監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)融合研究[D]. 蔣鼎國.江南大學(xué) 2010
碩士論文
[1]基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的農(nóng)業(yè)大棚監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. 孫麗婷.大連理工大學(xué) 2013
[2]基于物聯(lián)網(wǎng)的智能農(nóng)業(yè)監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 王冬.大連理工大學(xué) 2013
[3]物聯(lián)網(wǎng)在智能農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用研究[D]. 彭改麗.鄭州大學(xué) 2012
[4]面向農(nóng)業(yè)監(jiān)控的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)設(shè)計(jì)[D]. 劉萬祿.大連理工大學(xué) 2012
[5]基于無線技術(shù)的溫室農(nóng)業(yè)大棚智能控制的研究[D]. 劉曉惠.武漢工業(yè)學(xué)院 2012
[6]基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)稻田節(jié)水灌溉的研究[D]. 郭俊振.東北農(nóng)業(yè)大學(xué) 2012
[7]基于LabVIEW的溫室環(huán)境智能測控系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)[D]. 樊琦.浙江大學(xué) 2006
本文編號(hào):3654506
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