可控微环境气雾立体栽培监控系统设计与实现

发布时间：2020-06-18 14:45

【摘要】：针对目前南、北极地科考以及雪域边防哨所等特殊环境和特殊需求下的新鲜蔬菜供应困难问题,对新型气雾立体栽培模式进行研究,并结合现代自动控制技术,研发可控微环境气雾立体栽培监控系统,探索新型智能化栽培模式。系统能够实现环境参数的自动采集和执行设备的智能控制,并实现气雾立体栽培的智能化和科学化管理,使作物的生长摆脱恶劣环境的束缚。本文在总结国内外气雾立体栽培研究现状的基础上,对新型气雾立体栽培装置进行优化设计,确保雾培装置的实用性和合理性。利用ANSYS软件进行压电耦合仿真分析,通过模态分析得到压电陶瓷振子的多阶振动模式,并结合谐响应分析获得压电陶瓷圆片径向振动的谐振频率,通过理论分析和实验测试,选取雾化效果最优的超声波雾化片,为超声雾化技术提供理论基础。分析气雾立体栽培智能监控系统的控制需求,确定监控系统的总体设计方案和框架结构,以STC15F2K60S2单片机为控制核心,并以PC作为上位机集中监控平台,实现参数的合理监测和控制。根据具体需求对监控系统的硬件和软件进行设计,包括主控单元、数据采集单元和执行设备单元等,实现系统的数据采集、数据处理和设备控制等功能。利用LabVIEW软件设计上位机监控界面,实现了包括用户登录、参数监测、参数设置、执行设备控制和历史数据查询等功能。采用了一种温湿度分段控制方法,在与目标设定值差距较大时,使用模糊控制实现快速解耦控制,使系统得到快速调节,当温度和湿度参数达到精确控制域,利用模糊PID控制策略,实现温度与湿度更为精确的控制。在实验室搭建微型实验平台,对本文设计的可控微环境气雾立体栽培监控系统进行了调试和实验,通过六个月五个栽培周期的实验观察,系统结构合理,光照强度、二氧化碳浓度、根域内、外温湿度以及营养液PH等参数采集准确,且能够实现根域外温度和湿度的稳定控制,下位机与上位机通讯正常且数据传输可靠,监控平台功能完善。通过芽苗菜的水培和雾培对比实验,验证了气雾立体栽培的可行性和优越性。
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S318;TP277

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 杨斌;;适合拉萨高效日光温室的果菜立体栽培装置设计[J];中国果菜;2017年05期

2 宋祥云;吕泽林;范昭能;;三围立体栽培对水稻主要性状及产量的影响[J];农技服务;2015年04期

3 李杰;李敏;崔影;吴丽英;杨锡财;;多茬蔬菜立体栽培的基本原则[J];吉林蔬菜;2009年06期

4 乌瑞翔;蒙和;乌秀雯;卢翠玲;刘淑花;白水;;对北方地区玉米、小麦立体栽培规范冠名的探讨[J];内蒙古农业科技;2006年05期

5 姜忠臣,郭桂荣;垄稻沟鱼 立体栽培 鱼米双收[J];中国农技推广;2001年04期

6 王恭yN,宋玉山,张立果,王学纵,刘晓杰;浅谈林农牧(草)立体栽培的效益[J];河北林业科技;2000年01期

7 杨加贵,孙文涛;水稻立体栽培效益好[J];云南农业;2000年05期

8 陈柏清;浙江省棉田间套立体栽培的演变与发展[J];中国棉花;1996年06期

9 王晓云;孟文斐;解永林;;高效的菇粮立体栽培[J];农村天地;1997年03期

10 王进凯，朱庆顺，赵文耀;立体栽培玉米能增产[J];新农业;1994年04期

相关会议论文 前3条

1 张华祥;纪庆青;王福文;王宗玲;刘淑珍;王莉;;黄河下游盐碱地白莲藕高效立体栽培[A];全国立体农业与庭院经济学术讨论会文集[C];2004年

2 党久占;;玉米间隔矮化立体栽培增产技术(简报)[A];第一届全国青年作物栽培作物生理学术会文集[C];1993年

3 刘力勇;付永凯;;礼品西瓜早春大棚立体栽培二次结瓜技术[A];纪念全国西瓜甜瓜科研与生产协作50周年暨第12次全国西瓜甜瓜学术研讨会论文摘要集[C];2009年

相关重要报纸文章 前10条

1 ;草莓立体栽培知多少[N];河南科技报;2017年

2 南郡;立体栽培 精致农业的发展方向[N];河南科技报;2014年

3 记者杨新才;叶城立体栽培 土地增效农民增收[N];新疆日报(汉);2009年

4 ;大棚四种蔬菜立体栽培法[N];吉林农村报;2007年

5 山东曹县农业局高级农艺师 王成业;立体栽培[N];陕西科技报;2001年

6 宋晨生 魏立军 于爱军 张爱诚;大棚立体栽培[N];山西科技报;2002年

7 本报记者 李成;立体栽培：曹家梨园亩产值超万元[N];眉山日报;2006年

8 周杰;蔬菜的立体栽培[N];陕西科技报;2016年

9 王振伟;蔬菜立体栽培技巧[N];农民日报;2015年

10 黑农;一亩地顶两亩,延寿推广“立体栽培”[N];粮油市场报;2008年

相关硕士学位论文 前7条

1 申再贺;可控微环境气雾立体栽培监控系统设计与实现[D];太原理工大学;2019年

2 侯向楠;可控微环境气雾立体栽培供电系统设计及电能管理[D];太原理工大学;2019年

3 桑政;日光温室春茬番茄双层立体栽培层间距研究[D];河南农业大学;2018年

4 张永豪;日光温室辣椒立体栽培架型研究[D];河南农业大学;2018年

5 张之鹏;不同栽培方式对铁皮石斛生长及有效成分的影响[D];南昌大学;2016年

6 李晖;铁皮石斛立体栽培技术研究[D];浙江农林大学;2014年

7 何春雨;党参高产栽培技术与生长动态研究[D];甘肃农业大学;2004年

本文编号：2719419