發(fā)布時(shí)間：2020-11-04 11:48

　　 我國自古以來就是農(nóng)業(yè)大國,農(nóng)業(yè)也是我國社會(huì)穩(wěn)定發(fā)展的重要保障,然而隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,我國淡水資源匱乏與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)用水需求量大的矛盾,以及我國溫室智能化灌溉管理需求與灌溉管理技術(shù)落后的矛盾日漸突出,而隨著我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的推進(jìn),這些問題已成為我國農(nóng)業(yè)發(fā)展上亟需解決的問題。因此,為增強(qiáng)我國農(nóng)業(yè)水平、提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率、促進(jìn)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)增長,本文著力于溫室灌溉系統(tǒng)中采集、傳輸、處理、決策、控制等一系列問題,并基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、云平臺(tái)技術(shù)和Web技術(shù)等,研究和開發(fā)易于建設(shè)、推廣和拓展的溫室智能灌溉系統(tǒng)以及信息化管理平臺(tái)。本文的工作主要集中在以下幾點(diǎn):(1)對(duì)系統(tǒng)的智能灌溉決策進(jìn)行研究。針對(duì)智能灌溉系統(tǒng)的特性分析,并綜合我國傳統(tǒng)的灌溉管理方式難以顧及溫室灌溉中存在的大慣性、滯后性和非線性的特點(diǎn),研究和設(shè)計(jì)基于模糊推理的智能灌溉模糊控制器。同時(shí)考慮到模糊控制器設(shè)計(jì)中的主觀性和隨意性,采用GA優(yōu)化隸屬函數(shù)和控制規(guī)則實(shí)現(xiàn)模糊控制器的優(yōu)化,以便更好應(yīng)用于那些無良好理論歸納和經(jīng)驗(yàn)總結(jié)的作物。(2)為滿足系統(tǒng)中作物適時(shí)適量灌溉和環(huán)境參數(shù)采集的基礎(chǔ)建設(shè)需求,采用“LoRa+GPRS”的通信技術(shù)方案,構(gòu)建了溫室現(xiàn)場的無線傳感網(wǎng)絡(luò),并對(duì)其中的數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)、閥門控制節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)的軟硬件分別進(jìn)行設(shè)計(jì)。(3)基于阿里云服務(wù)器構(gòu)建溫室灌溉系統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心和服務(wù)中心�；陉P(guān)系數(shù)據(jù)庫模型研究系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息關(guān)系,并在Microsoft SQL Server數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)中構(gòu)建關(guān)系數(shù)據(jù)表,不僅增強(qiáng)數(shù)據(jù)運(yùn)用效率同時(shí)還減少數(shù)據(jù)存儲(chǔ)冗余。此外,利用C#語言開發(fā)服務(wù)器應(yīng)用程序,實(shí)現(xiàn)通信管理、數(shù)據(jù)解析處理以及灌溉決策控制等任務(wù)。(4)為使用戶能夠隨時(shí)隨地對(duì)溫室進(jìn)行監(jiān)管,基于ASP.NET框架技術(shù)在Visual Studio 2015平臺(tái)下,開發(fā)B/S結(jié)構(gòu)的遠(yuǎn)程灌溉和信息管理Web應(yīng)用平臺(tái),并結(jié)合表格、圖像、曲線等多重元素實(shí)現(xiàn)了人與系統(tǒng)的良好交互,為用戶提供了實(shí)時(shí)監(jiān)測、灌溉控制、數(shù)據(jù)分析和系統(tǒng)信息管理等功能。(5)最后,針對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行多項(xiàng)測試,測試主要從通訊測試、軟件發(fā)布和訪問測試以及綜合灌溉測試對(duì)系統(tǒng)的功能與性能進(jìn)行了驗(yàn)證,測試結(jié)果表明系統(tǒng)設(shè)計(jì)可行性高、運(yùn)行良好,基本達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)。
【學(xué)位單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2020
【中圖分類】：TP311.52;S274.2
【部分圖文】：

基于云平臺(tái)的溫室智能灌溉系統(tǒng)的研究與開發(fā)28圖3.9優(yōu)化后的隸屬函數(shù)圖3.10為優(yōu)化前模糊控制器、GA優(yōu)化后的模糊控制器和常規(guī)PID控制器的控制效果對(duì)比圖，設(shè)定目標(biāo)值為25。由仿真結(jié)果可得，GA優(yōu)化后的模糊控制器在其上升時(shí)間以及響應(yīng)速度上略快于基于經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)的常規(guī)模糊控制器，其雖相較于PID控制算法具有少量的靜態(tài)誤差，但其僅有微小超調(diào)量，更適合于灌溉系統(tǒng)這種不便于消除超調(diào)量的系統(tǒng)，GA優(yōu)化的智能灌溉模糊控制器的方法也更利于對(duì)不具備足夠經(jīng)驗(yàn)的作物進(jìn)行灌溉控制器的設(shè)計(jì)。圖3.10控制結(jié)果對(duì)比圖

基于云平臺(tái)的溫室智能灌溉系統(tǒng)的研究與開發(fā)28圖3.9優(yōu)化后的隸屬函數(shù)圖3.10為優(yōu)化前模糊控制器、GA優(yōu)化后的模糊控制器和常規(guī)PID控制器的控制效果對(duì)比圖，設(shè)定目標(biāo)值為25。由仿真結(jié)果可得，GA優(yōu)化后的模糊控制器在其上升時(shí)間以及響應(yīng)速度上略快于基于經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)的常規(guī)模糊控制器，其雖相較于PID控制算法具有少量的靜態(tài)誤差，但其僅有微小超調(diào)量，更適合于灌溉系統(tǒng)這種不便于消除超調(diào)量的系統(tǒng)，GA優(yōu)化的智能灌溉模糊控制器的方法也更利于對(duì)不具備足夠經(jīng)驗(yàn)的作物進(jìn)行灌溉控制器的設(shè)計(jì)。圖3.10控制結(jié)果對(duì)比圖

全日制工程碩士學(xué)位論文49并進(jìn)行業(yè)務(wù)邏輯處理，為用戶訪問的Web頁面提供數(shù)據(jù)和文件信息。數(shù)據(jù)庫服務(wù)器是整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心，其內(nèi)部存儲(chǔ)著系統(tǒng)中所有的數(shù)據(jù)信息，并通過制定合理的數(shù)據(jù)關(guān)系，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的高效管理。服務(wù)器應(yīng)用程序通過其內(nèi)部開發(fā)的服務(wù)功能模塊，提供通信連接管理、數(shù)據(jù)解析存儲(chǔ)、灌溉決策與指令下發(fā)等功能。5.3.2阿里云配置本文通過阿里云的ECS來構(gòu)建系統(tǒng)的智能灌溉云平臺(tái)，用戶可根據(jù)需求進(jìn)行配置，并且隨時(shí)都可以為自己的服務(wù)器升降配置且不影響其正常工作。阿里云服務(wù)器有多種付費(fèi)方式可供選擇，如按流量收費(fèi)、包年包月收費(fèi)和搶占式實(shí)例收費(fèi)。本系統(tǒng)需隨時(shí)的將數(shù)據(jù)匯總至云服務(wù)器中，因此選擇包年包月通用型服務(wù)器，其配置詳情如圖5.6所示。操作系統(tǒng)為WindowsServer2008R264位企業(yè)級(jí)中文版，4核CPU和16GB內(nèi)存，1.5Gbps內(nèi)網(wǎng)帶寬，可為云服務(wù)器中的數(shù)據(jù)處理、計(jì)算、存儲(chǔ)等提供有力支撐。圖5.6阿里云服務(wù)器配置圖5.7安全組規(guī)則配置購買完畢后創(chuàng)建I/O優(yōu)化實(shí)例即可使用，同時(shí)為實(shí)現(xiàn)阿里云中數(shù)據(jù)的安全訪問與連接，對(duì)其進(jìn)行安全組規(guī)則配置，實(shí)現(xiàn)對(duì)指定的IP或指定IP端口進(jìn)行“入
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本文編號(hào)：2870060