本文關鍵詞：溫室智能控制系統(tǒng)設計與研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：智能溫室作為新的種植技術,已突破了傳統(tǒng)農(nóng)作物種植受地域、自然環(huán)境、氣候等諸多因素的限制,對我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有重大意義。并且智能溫室的控制系統(tǒng)是實現(xiàn)其生產(chǎn)自動化、高效化的關鍵部分。針對目前溫室控制系統(tǒng)智能化程度低、控制方法低效落后的狀況,本課題設計了一種新型智能溫室控制系統(tǒng),該系統(tǒng)結合了傳感器技術、通信技術、神經(jīng)網(wǎng)絡、自動控制技術于一體,利用傳感器技術和通信技術進行環(huán)境參數(shù)的自動檢測和可靠傳遞,運用神經(jīng)網(wǎng)絡PID算法對數(shù)據(jù)進行智能優(yōu)化,實現(xiàn)了對溫室系統(tǒng)高效精確地自動控制。系統(tǒng)硬件方面主要由單片機、液晶屏顯示、鍵盤檢測、光電隔離、RTC、無線通信、U盤和SD卡存儲、串口通信、CAN總線通信、數(shù)字和模擬傳感器接口等硬件電路等部分組成。系統(tǒng)軟件設計主要包括CAN通信協(xié)議、CC1100無線通信協(xié)議、數(shù)字和模擬傳感器的操作、液晶和鍵盤的綜合操作界面等內(nèi)容。最后對神經(jīng)網(wǎng)絡PID算法進行了仿真和研究,對該系統(tǒng)的進一步完善和應用提供了方向和依據(jù)。論文的主要進行的工作:(1)采用多傳感器融合技術進行環(huán)境參數(shù)的智能檢測,引入了工業(yè)現(xiàn)場總線進行數(shù)據(jù)的傳輸;(2)控制系統(tǒng)采用多級模塊聯(lián)合調(diào)測、分級控制的邏輯體系,克服了既有控制系統(tǒng)結構簡單、邏輯混亂等不足之處。(3)提出了基于神經(jīng)網(wǎng)絡的PID控制策略,解決了溫室固有的強耦合、強滯后和難以建立數(shù)學模型的難題,適合多因素、多參量的溫室環(huán)境控制,真正實現(xiàn)了溫室控制的智能化。
【關鍵詞】：溫室控制系統(tǒng) 智能控制 CAN通信協(xié)議 神經(jīng)網(wǎng)絡PID
【學位授予單位】：武漢輕工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TP273
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 緒論10-16
• 1.1 課題研究目的與意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-14
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀12-14
• 1.3 研究的主要內(nèi)容14-16
• 1.3.1 課題研究主要內(nèi)容14-15
• 1.3.2 論文結構15-16
• 2 溫室智能控制系統(tǒng)的總體設計16-24
• 2.1 溫室環(huán)境因子介紹16-17
• 2.1.1 光照強度因子16
• 2.1.2 濕度因子16
• 2.1.3 溫度因子16-17
• 2.1.4 二氧化碳因子17
• 2.2 溫室智能控制系統(tǒng)的特點17
• 2.3 溫室智能控制和管理的關鍵技術17-20
• 2.3.1 傳感器技術18-19
• 2.3.2 溫室控制器及控制算法19-20
• 2.3.3 環(huán)境控制執(zhí)行設施20
• 2.4 溫室智能控制系統(tǒng)結構設計20-23
• 2.4.1 系統(tǒng)總體設計原則20-22
• 2.4.2 系統(tǒng)總體結構設計22-23
• 2.5 本章小結23-24
• 3 溫室智能控制系統(tǒng)硬件設計24-38
• 3.1 溫室控制部分硬件設計24-32
• 3.1.1 溫室控制電路總體結構24-25
• 3.1.2 下位機電路設計25-28
• 3.1.3 溫室控制器外圍電路設計28-32
• 3.2 數(shù)據(jù)采集模塊32-35
• 3.2.1 傳感器的選型33-34
• 3.2.2 數(shù)據(jù)采集模塊的電路設計34-35
• 3.3 開關量控制模塊35-36
• 3.4 上位機無線接收電路36
• 3.5 PCB設計的原則和抗干擾技術36-37
• 3.6 硬件調(diào)試總結37
• 3.7 本章小結37-38
• 4 智能溫室控制系統(tǒng)的軟件設計38-58
• 4.1 CAN通訊協(xié)議的設計和實現(xiàn)38-44
• 4.1.1 CAN總線性能特點38-40
• 4.1.2 CAN總線報文傳輸40-41
• 4.1.3 CAN總線通信的實現(xiàn)41-44
• 4.2 系統(tǒng)傳輸?shù)耐ㄓ崊f(xié)議44-49
• 4.2.1 CAN總線應用層通信協(xié)議44-47
• 4.2.2 無線通訊的應用層協(xié)議47-49
• 4.3 下位機程序設計49-54
• 4.3.1 溫室控制器的程序設計49-50
• 4.3.2 數(shù)據(jù)采集和開關量控制模塊的程序設計50-54
• 4.4 上位機程序設計54-57
• 4.5 本章小結57-58
• 5 溫室智能控制算法仿真及分析58-71
• 5.1 傳統(tǒng)控制系統(tǒng)的特性58-59
• 5.2 神經(jīng)網(wǎng)絡控制系統(tǒng)的特性59-60
• 5.3 神經(jīng)網(wǎng)絡PID控制原理60-65
• 5.3.1 PID算法60-61
• 5.3.2 PID控制器的傳統(tǒng)參數(shù)整定61-62
• 5.3.3 基于神經(jīng)網(wǎng)絡的PID算法62-65
• 5.4 溫室智能控制算法仿真與驗證65-70
• 5.4.1 虛擬儀器LABVIEW簡介65-67
• 5.4.2 神經(jīng)網(wǎng)絡PID在LABVIEW中的模塊化結構67-68
• 5.4.3 系統(tǒng)仿真及結果分析68-70
• 5.5 本章小結70-71
• 總結與展望71-72
• 參考文獻72-77
• 致謝77

【相似文獻】

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  本文關鍵詞：溫室智能控制系統(tǒng)設計與研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：371936