基于模糊PID控制的温室智能灌溉系统的研究

发布时间：2023-11-17 18:39

　　我国是传统的农业大国,农业需水量巨大,据统计,我国的水资源总量占比是比耕地资源(约占世界耕地总量9%)更加匮乏的,约占世界水资源总量的6%,水资源的不足成为严重阻碍我国国民经济可持续发展的瓶颈,同时工业化的发展、人口的增加、水资源的浪费和污染更加重了这一颓势,水资源的紧缺已经威胁到我国的粮食安全,已成为制约我国农业可持续发展和危害国家长久治安的重要因素。国家和政府正在积极寻求改变传统农业结构的有效途径,发展智能灌溉技术为农业结构的调整和改革提供了可能性。智能灌溉技术就是通过自动化检测装置,对灌水的各个环节进行高效控制,在保证植物正常生长的同时节约用水,从根本上改变传统的灌溉模式,做到精准灌溉。发展智能灌溉技术已成为我国实现农业现代化和经济持续增长的必由之路。本文设计的模糊PID灌溉控制器在温室大棚的环境中,对甜瓜生长期的土壤湿度进行控制,查阅文献得知甜瓜的最佳土壤湿度范围,制定模糊PID控制规则表,分析大棚的实际情况制定灌溉模式,认为滴灌能最大限度的节水同时能够保证植物的正常生长发育,搭建系统硬件平台,单片机STM32作为系统的集控站,设计硬件模块的各模块电路,将模糊PID控制算法利用...

【文章页数】：64 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 论文研究的背景及意义
    1.2 温室智能灌溉系统国内外现状研究
        1.2.1 温室智能灌溉系统国外研究现状
        1.2.2 大棚智能系统国内研究现状
    1.3 节水灌溉技术存在的问题及发展趋势
    1.4 主要研究内容
第2章 温室节水灌溉控制系统总体设计
    2.1 温室智能灌溉系统需求分析
    2.2 温室大棚灌溉技术介绍
    2.3 温室智能灌溉决策方案选择
    2.4 系统硬件总体方案
    2.5 系统软件总体方案
    2.6 本章小结
第3章 温室节水灌溉系统硬件设计
    3.1 系统硬件总体设计
    3.2 中央处理器模块
    3.3 GPRS模块
    3.4 继电器模块
    3.5 LCD显示模块
    3.6 按键板电路
    3.7 电源电路
    3.8 数据采集模块电路
    3.9 本章小结
第4章 智能灌溉软件设计
    4.1 概述
    4.2 模糊PID算法概述及其程序设计
        4.2.1 甜瓜各生长期的水分需求规律
        4.2.2 模糊控制概述
        4.2.3 模糊控制理论
        4.2.4 模糊推理系统
        4.2.5 PID控制理论
        4.2.6 模糊 PID 控制器设计
        4.2.7 模糊PID控制规则制定
        4.2.8 模糊PID参数整定一般规则
        4.2.9 模糊PID控制逻辑规则表
        4.2.10 模糊PID程序设计
    4.3 数据采集子程序
        4.3.1 数据采集流程图设计
        4.3.2 数据采集校验测试
    4.4 LCD实时显示子程序设计
    4.5 按键板子程序设计
    4.6 GPRS无线收发模块程序设计
    4.7 本章小结
第5章 智能灌溉系统试验与仿真
    5.1 概述
    5.2 模糊PID控制系统模型搭建及simulink仿真
        5.2.1 模糊PID控制器的设计
        5.2.2 温室灌溉系统模型搭建及仿真
    5.3 实验平台展示
        5.3.1 监控平台展示
        5.3.2 硬件平台展示
    5.4 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 本课题的主要工作
    6.2 后续需要研究工作
参考文献
致谢
攻读学位期间所开展的科研项目和发表的科研论文



本文编号：3864673