發(fā)布時間：2023-02-08 19:28

　　針對黑龍江省齊齊哈爾地區(qū)農(nóng)業(yè)大棚存在的問題,冬季大棚供熱費用高、大棚用電不方便以及現(xiàn)有監(jiān)控布線麻煩,占用土地資源等問題,而利用無線傳感器技術(shù)、嵌入式技術(shù)以及模糊控制算法可以很好的解決農(nóng)業(yè)大棚中的問題�？紤]到該地區(qū)豐富的太陽能和風(fēng)力的自然資源,設(shè)計基于齊齊哈爾地區(qū)鮮明地域特色的農(nóng)業(yè)大棚控制系統(tǒng)。為了解決農(nóng)業(yè)大棚存在的問題,本文應(yīng)用無線傳感器技術(shù)、嵌入式技術(shù)以及模糊控制算法,設(shè)計并實現(xiàn)了多能源供給體系農(nóng)業(yè)大棚控制系統(tǒng)。其中主要包括:農(nóng)業(yè)大棚多能源供給體系、控制算法的設(shè)計與實現(xiàn)、Zigbee節(jié)點的設(shè)計、ARM終端應(yīng)用程序的開發(fā)和Qt界面的設(shè)計。本文首先介紹了總體設(shè)計,搭建了一個多能源供給體系農(nóng)業(yè)大棚的模型。主要利用太陽能、風(fēng)能、循環(huán)水和沼氣等異質(zhì)多能源供給,實現(xiàn)了農(nóng)業(yè)大棚的多能源供給,在沒有市電的情況下,滿足大棚的基本用電需求。同時根據(jù)作物在不同生長階段所需的光線不同,系統(tǒng)還設(shè)計了紅藍LED補光。之后針對農(nóng)業(yè)大棚環(huán)境具有非線性,大延時及嚴(yán)重滯后的特點。對農(nóng)業(yè)大棚環(huán)境的控制更不容易,針對這個特殊的問題,研究設(shè)計了模糊自整定PID控制算法,并經(jīng)MATLAB仿真分析,證明該算法具有良好的動態(tài)和穩(wěn)態(tài)...

【文章頁數(shù)】：86 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 選題背景及意義
    1.2 農(nóng)業(yè)大棚能源供給和溫室控制現(xiàn)狀
        1.2.1 國外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢
        1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢
        1.2.3 齊齊哈爾地區(qū)農(nóng)業(yè)大棚能源供給與控制現(xiàn)狀
    1.3 研究內(nèi)容
2 多能源供給體系農(nóng)業(yè)大棚控制系統(tǒng)總體設(shè)計
    2.1 農(nóng)業(yè)大棚能源需求分析
        2.1.1 太陽能、風(fēng)能供電互補系統(tǒng)設(shè)計
        2.1.2 多能源體系農(nóng)業(yè)大棚的搭建
    2.2 農(nóng)業(yè)大棚控制功能需求分析
        2.2.1 溫度對作物影響與控制
        2.2.2 濕度對作物影響與控制
        2.2.3 光照對作物影響與控制
        2.2.4 二氧化碳對作物的影響與控制
    2.3 主控平臺及嵌入式選型
    2.4 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計
        2.4.1 控制系統(tǒng)設(shè)計
        2.4.2 系統(tǒng)功能設(shè)計
    2.5 本章小結(jié)
3 農(nóng)業(yè)大棚控制算法的設(shè)計及實現(xiàn)
    3.1 傳統(tǒng)PID控制
        3.1.1 傳統(tǒng)PID控制原理
        3.1.2 傳統(tǒng)PID控制實現(xiàn)
    3.2 模糊控制
        3.2.1 模糊理論
        3.2.2 模糊工作原理
    3.3 農(nóng)業(yè)大棚模糊自整定PID控制系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)
        3.3.1 農(nóng)業(yè)大棚模糊自整定PID系統(tǒng)原理
        3.3.2 控制器參數(shù)設(shè)計規(guī)則
        3.3.3 模糊PID參數(shù)的模糊化
        3.3.4 模糊控制規(guī)則的確立
        3.3.5 解模糊化
    3.4 實驗仿真與分析
    3.5 算法實現(xiàn)
    3.6 本章小結(jié)
4 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計
    4.1 農(nóng)業(yè)大棚環(huán)境信息硬件設(shè)計
    4.2 接口電路設(shè)計
        4.2.1 JTAG接口電路設(shè)計
        4.2.2 采集節(jié)點供電電路設(shè)計
        4.2.3 LCD顯示屏接口設(shè)計
        4.2.4 ARM與Zigbee接口電路設(shè)計
    4.3 采集節(jié)點電路設(shè)計
    4.4 控制節(jié)點電路設(shè)計
    4.5 本章小結(jié)
5 系統(tǒng)軟件設(shè)計
    5.1 系統(tǒng)軟件總體架構(gòu)
    5.2 無線傳感器組網(wǎng)
    5.3 Zigbee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點軟件設(shè)計
        5.3.1 數(shù)據(jù)采集接收節(jié)點軟件設(shè)計
        5.3.2 控制節(jié)點軟件設(shè)計
        5.3.3 協(xié)調(diào)器節(jié)點軟件設(shè)計
    5.4 嵌入式平臺的搭建
        5.4.1 交叉編譯器的安裝與配置
        5.4.2 Qt的移植
        5.4.3 內(nèi)核的裁剪與移植和根文件系統(tǒng)的制作
        5.4.4 SQlite數(shù)據(jù)庫的建立
    5.5 ARM應(yīng)用程序的開發(fā)
    5.6 交互界面設(shè)計
    5.7 本章小結(jié)
6 系統(tǒng)測試
    6.1 系統(tǒng)模型硬件測試
    6.2 軟件測試
        6.2.1 采集與傳輸部分測試
        6.2.2 控制部分測試
        6.2.3 串口數(shù)據(jù)收發(fā)測試
    6.3 Qt界面顯示
    6.4 整體效果
    6.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
附錄
攻讀碩士學(xué)位期間學(xué)術(shù)成果情況
致謝



本文編號：3738242