面向温室环境的二氧化碳监控系统研究
发布时间：2021-04-21 16:09
温室大棚可以降低农作物生产过程中受到的自然环境影响,通过调节生产环境促进农作物生长而达到增产的目的。农作物的增产离不开光合作用的原料CO2,因此及时、准确的检测温室CO2浓度并根据农作物生长需求有效的调控温室CO2浓度,将对温室植物的生长发育起到重要作用。目前用于检测温室CO2浓度的方法中,固体电解质法具有测量范围广、响应恢复特性好、成本低和长期稳定性好等优点。由于温室环境复杂,温室CO2浓度控制受到光照度、温湿度、空气交换率、农作物光合速率、农作物呼吸速率等因素影响,本文在温室CO2浓度检测的基础上引入模糊PID智能控制技术,通过模糊规则,实时调整PID控制参数,从而精确控制温室CO2浓度。首先阐述了固体电解质传感器的CO2气体检测原理,接着研究了模糊PID控制算法原理,随后为优化算法参数和降低实验成本,研究了以基理法为基础的温室CO2浓度模型。基于以上研究内容,给出了CO2
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 论文的研究背景和意义
2气体检测方面的研究现状"> 1.2 固体电解质材料在CO2气体检测方面的研究现状
2监控技术的研究现状"> 1.3 温室CO2监控技术的研究现状
1.3.1 设施园艺技术的研究现状
1.3.2 调控方法的研究现状
1.4 论文的主要研究内容和创新点
1.4.1 本文的主要研究内容
1.4.2 论文的创新点
1.5 本章小结
2检测原理与控制原理">第二章 温室CO2检测原理与控制原理
2.1 固体电解质气体检测原理
2.1.1 固体电解质材料
2.1.2 固体电解质传感器
2传感器MG811"> 2.1.3 外加热式CO2传感器MG811
2.2 模糊PID控制算法原理
2.2.1 模糊PID控制系统
2浓度预测模型原理"> 2.3 温室CO2浓度预测模型原理
2.4 本章小结
2气体监控系统的硬件设计">第三章 面向温室环境CO2气体监控系统的硬件设计
3.1 总体设计方案
3.2 硬件电路设计与调试
3.2.1 底板电路的设计
3.2.2 核心板电路的设计
3.3 检测节点实物及封装
3.4 本章小结
2监控平台">第四章 基于LabVIEW的温室CO2监控平台
4.1 LabVIEW软件
4.2 LabVIEW程序设计
4.2.1 基于VISA的数据通信
4.2.2 采集数据存储
2浓度模型"> 4.2.3 温室CO2浓度模型
4.2.4 模糊PID控制
4.3 生成安装文件和可执行文件
4.4 本章小结
第五章 系统集成与气体实验
5.1 GSM网络稳定性实验
5.2 气体标定实验
5.3 系统稳定性实验
5.4 系统误差实验
5.5 实地实验
2检测节点的实地检测实验"> 5.5.1 CO2检测节点的实地检测实验
2浓度的智能PID控制实验"> 5.5.2 CO2浓度的智能PID控制实验
5.6 本章小结
第六章 总结与展望
参考文献
作者简介及科研成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]温室大棚CO2浓度精准调控系统的设计与实现[J]. 王东,张海辉,冯建合,代建国,樊宏攀,朱江涛. 农机化研究. 2012(03)
[2]变量喷雾流量阀的变论域自适应模糊PID控制[J]. 宋乐鹏,董志明,向李娟,型思远. 农业工程学报. 2010(11)
[3]一种PID模糊控制器（fuzzy PI+fuzzy ID型）[J]. 李庆春,沈德耀. 控制与决策. 2009(07)
[4]以单片机为核心的温室智能控制系统[J]. 李宏俊,黄鑫,卢开砚. 电子元器件应用. 2007(05)
[5]基于模糊控制的温室调节装置的研究[J]. 王振宇,成立. 浙江大学学报(农业与生命科学版). 2006(02)
[6]几种常见气体传感器的研究进展[J]. 李冬梅,黄元庆,张佳平,张鑫,辜克兢. 传感器世界. 2006(01)
[7]温室有机土栽培CO2浓度变化规律及增施CO2对番茄生长发育的影响[J]. 陈双臣,邹志荣,贺超兴,张志斌,杨旭. 西北植物学报. 2004(09)
[8]带前馈的比例积分（PI）控制方法在温室热水加温系统中的应用[J]. 余朝刚,应义斌,王剑平. 农业工程学报. 2004(04)
[9]电化学式气体传感器的研究进展[J]. 陈长伦,何建波,刘伟,刘锦淮. 传感器世界. 2004(04)
[10]基于改进遗传算法的温湿度模糊神经网络控制器[J]. 李秀梅,赵春江,乔晓军,刘华毅. 农业工程学报. 2004(01)
硕士论文
[1]NASICON基高性能固体电解质型气体传感器研究[D]. 历建国.吉林大学 2013
[2]PID控制器参数整定方法及其应用研究[D]. 何芝强.浙江大学 2005
本文编号：3152070
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 论文的研究背景和意义
2气体检测方面的研究现状"> 1.2 固体电解质材料在CO2气体检测方面的研究现状
2监控技术的研究现状"> 1.3 温室CO2监控技术的研究现状
1.3.1 设施园艺技术的研究现状
1.3.2 调控方法的研究现状
1.4 论文的主要研究内容和创新点
1.4.1 本文的主要研究内容
1.4.2 论文的创新点
1.5 本章小结
2检测原理与控制原理">第二章 温室CO2检测原理与控制原理
2.1 固体电解质气体检测原理
2.1.1 固体电解质材料
2.1.2 固体电解质传感器
2传感器MG811"> 2.1.3 外加热式CO2传感器MG811
2.2 模糊PID控制算法原理
2.2.1 模糊PID控制系统
2浓度预测模型原理"> 2.3 温室CO2浓度预测模型原理
2.4 本章小结
2气体监控系统的硬件设计">第三章 面向温室环境CO2气体监控系统的硬件设计
3.1 总体设计方案
3.2 硬件电路设计与调试
3.2.1 底板电路的设计
3.2.2 核心板电路的设计
3.3 检测节点实物及封装
3.4 本章小结
2监控平台">第四章 基于LabVIEW的温室CO2监控平台
4.1 LabVIEW软件
4.2 LabVIEW程序设计
4.2.1 基于VISA的数据通信
4.2.2 采集数据存储
2浓度模型"> 4.2.3 温室CO2浓度模型
4.2.4 模糊PID控制
4.3 生成安装文件和可执行文件
4.4 本章小结
第五章 系统集成与气体实验
5.1 GSM网络稳定性实验
5.2 气体标定实验
5.3 系统稳定性实验
5.4 系统误差实验
5.5 实地实验
2检测节点的实地检测实验"> 5.5.1 CO2检测节点的实地检测实验
2浓度的智能PID控制实验"> 5.5.2 CO2浓度的智能PID控制实验
5.6 本章小结
第六章 总结与展望
参考文献
作者简介及科研成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]温室大棚CO2浓度精准调控系统的设计与实现[J]. 王东,张海辉,冯建合,代建国,樊宏攀,朱江涛. 农机化研究. 2012(03)
[2]变量喷雾流量阀的变论域自适应模糊PID控制[J]. 宋乐鹏,董志明,向李娟,型思远. 农业工程学报. 2010(11)
[3]一种PID模糊控制器（fuzzy PI+fuzzy ID型）[J]. 李庆春,沈德耀. 控制与决策. 2009(07)
[4]以单片机为核心的温室智能控制系统[J]. 李宏俊,黄鑫,卢开砚. 电子元器件应用. 2007(05)
[5]基于模糊控制的温室调节装置的研究[J]. 王振宇,成立. 浙江大学学报(农业与生命科学版). 2006(02)
[6]几种常见气体传感器的研究进展[J]. 李冬梅,黄元庆,张佳平,张鑫,辜克兢. 传感器世界. 2006(01)
[7]温室有机土栽培CO2浓度变化规律及增施CO2对番茄生长发育的影响[J]. 陈双臣,邹志荣,贺超兴,张志斌,杨旭. 西北植物学报. 2004(09)
[8]带前馈的比例积分（PI）控制方法在温室热水加温系统中的应用[J]. 余朝刚,应义斌,王剑平. 农业工程学报. 2004(04)
[9]电化学式气体传感器的研究进展[J]. 陈长伦,何建波,刘伟,刘锦淮. 传感器世界. 2004(04)
[10]基于改进遗传算法的温湿度模糊神经网络控制器[J]. 李秀梅,赵春江,乔晓军,刘华毅. 农业工程学报. 2004(01)
硕士论文
[1]NASICON基高性能固体电解质型气体传感器研究[D]. 历建国.吉林大学 2013
[2]PID控制器参数整定方法及其应用研究[D]. 何芝强.浙江大学 2005
本文编号：3152070
本文链接：https://www.wllwen.com/nykjlw/yylw/3152070.html
