本文關(guān)鍵詞：基于LabVIEW的LED光源植物生長(zhǎng)環(huán)境測(cè)控系統(tǒng)的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：農(nóng)業(yè)作為我國(guó)的第一產(chǎn)業(yè),是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ),大力發(fā)展科技農(nóng)業(yè)有其重要性和必要性,其關(guān)系到我國(guó)的糧食安全。設(shè)施農(nóng)業(yè)能友好的解決我國(guó)糧食安全及其他問(wèn)題,設(shè)施農(nóng)業(yè)是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)自動(dòng)化方向的發(fā)展趨勢(shì)。由于植物生長(zhǎng)環(huán)境的復(fù)雜性,給我們?cè)诃h(huán)境控制方面帶來(lái)了很大的困難。在植物生長(zhǎng)環(huán)境測(cè)控系統(tǒng)中,亟需找到一種最為合理的控制策略,在既能節(jié)約能源的同時(shí),又能保證植物快速的生長(zhǎng)。如何在設(shè)施農(nóng)業(yè)中解決能量消耗過(guò)大的問(wèn)題,也是我們亟需解決的問(wèn)題。本課題通過(guò)對(duì)設(shè)施農(nóng)業(yè)關(guān)鍵技術(shù)的學(xué)習(xí)和研究,模擬出了一個(gè)基于LED光源的植物生長(zhǎng)環(huán)境測(cè)控系統(tǒng)——植物生長(zhǎng)柜。通過(guò)對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育的深入研究,在植物生長(zhǎng)柜中模擬出了一個(gè)小型的植物生長(zhǎng)系統(tǒng)。在植物生長(zhǎng)柜的設(shè)計(jì)中,主要運(yùn)用了LED光源、傳感變送器、數(shù)據(jù)采集、虛擬儀器等技術(shù),可實(shí)現(xiàn)對(duì)植物生長(zhǎng)柜內(nèi)的溫度、濕度、光照強(qiáng)度和CO2濃度等環(huán)境參數(shù)的自動(dòng)測(cè)量。本課題重點(diǎn)研究了溫度、濕度、光照度以及CO2濃度四個(gè)環(huán)境因子對(duì)植物生長(zhǎng)的影響,結(jié)合各環(huán)境因子的變化特點(diǎn)及相互關(guān)系,綜合環(huán)境參數(shù)模型給出了較為合理的控制策略。通過(guò)分析植物生長(zhǎng)柜內(nèi)的熱平衡和物質(zhì)平衡,建立了生長(zhǎng)柜內(nèi)熱量平衡和物質(zhì)平衡方程,為環(huán)境控制策略以及控制算法研究奠定了基礎(chǔ)。本系統(tǒng)采用Lab VIEW軟件設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)采集卡的硬件設(shè)計(jì)相結(jié)合,搭建了基于LED光源的植物生長(zhǎng)環(huán)境測(cè)量系統(tǒng),本系統(tǒng)還應(yīng)用到了LED光源,傳感變送器以及數(shù)據(jù)采集卡等硬件。本課題以作物產(chǎn)量作為最大目的,結(jié)合LabVIEW軟件測(cè)控平臺(tái),引入了層次分析法,分別得出了溫度、濕度、光照度與植物產(chǎn)量的關(guān)系;通風(fēng)設(shè)備、供暖設(shè)備、加濕設(shè)備、LED生長(zhǎng)燈、滴灌五種控制措施與溫度、濕度、光照度之間的關(guān)系,建立了控制措施與植物產(chǎn)量之間的關(guān)系。在植物適應(yīng)的生長(zhǎng)環(huán)境下,最大程度的提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率和節(jié)約農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本是我們追求的目標(biāo)。以小油菜作為實(shí)驗(yàn)研究對(duì)象,結(jié)合相關(guān)參考文獻(xiàn)對(duì)小油菜給出適合的控制策略,并在LabVIEW軟件測(cè)控平臺(tái)中輸入相關(guān)環(huán)境的控制參數(shù)。在小油菜整個(gè)培養(yǎng)過(guò)程中,LabVIEW測(cè)控平臺(tái)實(shí)時(shí)測(cè)控生長(zhǎng)柜中小油菜各環(huán)境參數(shù),并將所測(cè)結(jié)果保存到數(shù)據(jù)庫(kù)中。實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析得出,各環(huán)境因子都達(dá)到預(yù)期的結(jié)果,植物生長(zhǎng)柜內(nèi)各環(huán)境參數(shù)能按照設(shè)定的控制策略自動(dòng)調(diào)整。通過(guò)生長(zhǎng)柜培育出的小油菜長(zhǎng)勢(shì)良好,能說(shuō)明在LED提供光源條件下,設(shè)計(jì)的植物生長(zhǎng)環(huán)境測(cè)控系統(tǒng)能很好的滿(mǎn)足植物對(duì)生長(zhǎng)環(huán)境的要求。
【關(guān)鍵詞】：LED LabVIEW 數(shù)據(jù)采集 層次分析 植物生長(zhǎng)柜
【學(xué)位授予單位】：天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TP274
【目錄】：

• 中文摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-13
• 1.1 課題的研究背景及意義9
• 1.2 課題的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)9-11
• 1.2.1 國(guó)外設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀9-10
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)設(shè)施農(nóng)業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)10
• 1.2.3 植物生長(zhǎng)環(huán)境測(cè)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)10-11
• 1.3 植物生長(zhǎng)柜測(cè)控系統(tǒng)平臺(tái)運(yùn)用的技術(shù)11
• 1.3.1 LED光源技術(shù)在農(nóng)業(yè)中應(yīng)用11
• 1.3.2 虛擬儀器技術(shù)11
• 1.4 論文主要內(nèi)容與組織結(jié)構(gòu)11-13
• 第2章 植物L(fēng)ED生長(zhǎng)燈的設(shè)計(jì)13-24
• 2.1 LED基本概念13-14
• 2.1.1 LED的發(fā)光原理13
• 2.1.2 LED的特性13-14
• 2.2 LED器件的選定14-18
• 2.2.1 LED光源的分類(lèi)14-16
• 2.2.2 所選LED器件的光電參數(shù)16-17
• 2.2.3 陣列式LED組合燈具設(shè)計(jì)17-18
• 2.3 植物L(fēng)ED照明控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)18-22
• 2.3.1 植物L(fēng)ED驅(qū)動(dòng)電路18-19
• 2.3.2 負(fù)載連接方式19-21
• 2.3.3 基于DD312驅(qū)動(dòng)LED電路21-22
• 2.3.4 PWM脈沖調(diào)制技術(shù)22
• 2.4 植物L(fēng)ED生長(zhǎng)燈設(shè)計(jì)實(shí)物圖22
• 2.5 本章小結(jié)22-24
• 第3章 植物生長(zhǎng)環(huán)境參數(shù)的模型分析24-36
• 3.1 植物生長(zhǎng)柜環(huán)境系統(tǒng)的控制對(duì)象分析24-29
• 3.1.1 溫度對(duì)植物生長(zhǎng)的影響24-26
• 3.1.2 濕度對(duì)植物生理活動(dòng)的影響26
• 3.1.3 光照強(qiáng)度對(duì)植物生長(zhǎng)的影響26-28
• 3.1.4 CO_2濃度對(duì)植物生理活動(dòng)的影響28
• 3.1.5 四個(gè)環(huán)境因子對(duì)植物光合作用的綜合影響28-29
• 3.2 植物生長(zhǎng)柜的環(huán)境模型建立29-34
• 3.2.1 植物生長(zhǎng)柜的熱量平衡方程30-34
• 3.2.2 植物生長(zhǎng)柜物質(zhì)平衡方程34
• 3.3 本章小結(jié)34-36
• 第4章 植物生長(zhǎng)環(huán)境測(cè)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)36-45
• 4.1 系統(tǒng)的總體控制方案36
• 4.2 生長(zhǎng)柜測(cè)控系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)36-39
• 4.2.1 傳感變送器的選用36-38
• 4.2.2 數(shù)據(jù)采集卡的選用38-39
• 4.3 基于Lab VIEW平臺(tái)的軟件設(shè)計(jì)39-44
• 4.3.1 系統(tǒng)的用戶(hù)管理模塊40
• 4.3.2 系統(tǒng)的主要功能模塊40-41
• 4.3.3 系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理模塊41-44
• 4.5 本章小結(jié)44-45
• 第5章 植物生長(zhǎng)環(huán)境測(cè)控系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證45-54
• 5.1 小油菜生長(zhǎng)各階段最優(yōu)組合參數(shù)45-46
• 5.2 生長(zhǎng)柜環(huán)境參數(shù)優(yōu)先級(jí)控制46-49
• 5.2.1 生長(zhǎng)柜內(nèi)環(huán)境因子間的關(guān)系46
• 5.2.2 測(cè)控平臺(tái)的層次分析方法46-47
• 5.2.3 構(gòu)造判斷矩陣關(guān)計(jì)算相對(duì)權(quán)47-49
• 5.3 植物生長(zhǎng)柜生長(zhǎng)測(cè)試實(shí)驗(yàn)49-50
• 5.3.1 小油菜參數(shù)選取49-50
• 5.4 生長(zhǎng)柜溫濕度跟蹤控制的實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析50-52
• 5.4.1 植物生長(zhǎng)柜中小油菜的長(zhǎng)勢(shì)50-51
• 5.4.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析51-52
• 5.5 本章小結(jié)52-54
• 第6章 結(jié)論54-56
• 6.1 工作總結(jié)54
• 6.2 下一步工作說(shuō)明54-56
• 參考文獻(xiàn)56-59
• 致謝59-60
• 申請(qǐng)學(xué)位期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文60

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