农业温室大棚多参数先进控制系统设计
发布时间：2021-08-30 06:08
基于我国的自然条件在各地区不同、社会条件也存在明显差异,那么现在合理的种植要求,已不能由传统的农业劳动来满足了。在我国先进控制技术及应用地不断兴起下,发展适合我国国情的农业温室大棚智能先进控制是具有非常重要意义的。本文先是分析了国内外农业温室大棚先进的控制研究现状和农业温室大棚先进控制的背景意义,并且对有关农业温室大棚多参数先进控制系统的设计提出了相关方案。本文设计的农业温室大棚先进控制系统的硬件部分是由温度传感器、湿度传感器、光照传感器、二氧化碳传感器、土壤湿度传感器、STM32F103C8T6型单片机、计算机和无线收发器,以及温室大棚内的各项机构组成,对温室内的各项参数通过传感器进行实时检测,并可通过无线技术传输到单片机加以管理和调控。本文设计开发了温室先进控制系统的软件部分,利用专家系统对各环境参数进行设定,来实现专家PID控制。测试结果表明,设计的先进控制软硬件系统完全符合价廉、实用的设计理念,且其功能完善,抗干扰能力强,并且具有较高的实用价值。
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：52 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 设计研究背景
1.2 国内外农业温室大棚控制现状
1.3 研究的内容和要求
1.4 论文组织结构及章节介绍
2 先进控制系统总体方案设计
2.1 硬件平台的方案设计
2.1.1 单片机选择
2.1.2 数据传输部分
2.2 软件平台的方案设计
2.3 先进控制系统设计需解决的问题
3 先进控制系统的硬件平台设计
3.1 硬件设计整体框架
3.2 STM32最小系统设计
3.2.1 单片机STM32
3.2.2 STM32最小系统设计
3.3 传感器选型
3.3.1 温湿度传感器AM2301
3.3.2 光照传感器BH1750
3.3.3 CO_2传感器MG811
3.4 通讯电路设计
3.4.1 有线通讯电路设计
3.4.2 PC机与51单片机间通讯
3.4.3 无线通讯电路设计
3.5 显示模块
3.6 矩阵键盘
3.7 控制部分
4 先进控制系统软件与方案设计
4.1 软件开发环境
4.1.1 单片机软件开发环境
4.1.2 组态王
4.2 先进控制软件设计
4.2.1 大棚部分软件设计
4.2.2 温室大棚纯滞后过程的控制性能仿真分析
4.2.3 中继站部分软件设计
4.2.4 上位机部分软件设计
4.2.5 基于专家系统的温室大棚环境参数设定
5 系统功能测试分析
5.1 硬件测试
5.2 软件测试
5.2.1 通讯测试
5.2.2 上位机测试
5.2.3 控制部分测试
5.3 系统总体测试
5.4 测试结果分析
结论
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]风光互补发电系统无线环境参数传感器研究[J]. 侯丽楠,张金薇,杨艳,刘睿鑫,孙乘龙,刘日华,付鑫. 微型机与应用. 2014(07)
[2]基于MG811探头的二氧化碳采集系统设计[J]. 陈树成,杨志勇,王科. 单片机与嵌入式系统应用. 2014(01)
[3]基于物联网技术的设施农业智能管理系统[J]. 宣传忠,武佩,马彦华,王云利,赵于东. 农业工程. 2013(02)
[4]基于STM32的多电机协同控制系统设计[J]. 李红燕,魏世民,廖启征,郭磊. 机电产品开发与创新. 2012(05)
[5]EM310无线模块与PIC单片机的接口设计[J]. 刘成岩,孙晶华. 单片机与嵌入式系统应用. 2011(09)
[6]单片机与组态王基于ASCII型通讯程序设计[J]. 朱小超,徐雪春. 工业控制计算机. 2010(12)
[7]MCS-51 MSP430与PC间串行通讯比较[J]. 吴怀超. 微处理机. 2010(06)
[8]国内外温室监控系统的发展及趋势[J]. 李伟,段翠芳,滑伟娟. 农业科技与装备. 2010(10)
[9]基于Cortex-M3和GPRS的嵌入式油井远程监测系统设计[J]. 张健,陈国瑞,刘金格. 工业控制计算机. 2009(11)
[10]硬件实时操作系统的设计与实现[J]. 崔建华,孙红胜,王保进. 电子技术应用. 2008(05)
博士论文
[1]高速数字电路电源分配网络设计与噪声抑制分析[D]. 丁同浩.西安电子科技大学 2012
硕士论文
[1]基于ARM的光泽计设计[D]. 陈凌.东华大学 2011
[2]温室土壤温湿度无线信息采集与监控系统的设计与实现[D]. 王中心.安徽大学 2010
[3]山东黄河自动化测流数据采集与处理系统设计与实现[D]. 李广义.山东大学 2008
[4]基于GSM/GPRS的中央空调远程监控系统的设计与实现[D]. 温国海.中南大学 2007
[5]智能温室监控系统的研究与实现[D]. 韩敏.西北农林科技大学 2007
本文编号：3372216
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：52 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 设计研究背景
1.2 国内外农业温室大棚控制现状
1.3 研究的内容和要求
1.4 论文组织结构及章节介绍
2 先进控制系统总体方案设计
2.1 硬件平台的方案设计
2.1.1 单片机选择
2.1.2 数据传输部分
2.2 软件平台的方案设计
2.3 先进控制系统设计需解决的问题
3 先进控制系统的硬件平台设计
3.1 硬件设计整体框架
3.2 STM32最小系统设计
3.2.1 单片机STM32
3.2.2 STM32最小系统设计
3.3 传感器选型
3.3.1 温湿度传感器AM2301
3.3.2 光照传感器BH1750
3.3.3 CO_2传感器MG811
3.4 通讯电路设计
3.4.1 有线通讯电路设计
3.4.2 PC机与51单片机间通讯
3.4.3 无线通讯电路设计
3.5 显示模块
3.6 矩阵键盘
3.7 控制部分
4 先进控制系统软件与方案设计
4.1 软件开发环境
4.1.1 单片机软件开发环境
4.1.2 组态王
4.2 先进控制软件设计
4.2.1 大棚部分软件设计
4.2.2 温室大棚纯滞后过程的控制性能仿真分析
4.2.3 中继站部分软件设计
4.2.4 上位机部分软件设计
4.2.5 基于专家系统的温室大棚环境参数设定
5 系统功能测试分析
5.1 硬件测试
5.2 软件测试
5.2.1 通讯测试
5.2.2 上位机测试
5.2.3 控制部分测试
5.3 系统总体测试
5.4 测试结果分析
结论
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]风光互补发电系统无线环境参数传感器研究[J]. 侯丽楠,张金薇,杨艳,刘睿鑫,孙乘龙,刘日华,付鑫. 微型机与应用. 2014(07)
[2]基于MG811探头的二氧化碳采集系统设计[J]. 陈树成,杨志勇,王科. 单片机与嵌入式系统应用. 2014(01)
[3]基于物联网技术的设施农业智能管理系统[J]. 宣传忠,武佩,马彦华,王云利,赵于东. 农业工程. 2013(02)
[4]基于STM32的多电机协同控制系统设计[J]. 李红燕,魏世民,廖启征,郭磊. 机电产品开发与创新. 2012(05)
[5]EM310无线模块与PIC单片机的接口设计[J]. 刘成岩,孙晶华. 单片机与嵌入式系统应用. 2011(09)
[6]单片机与组态王基于ASCII型通讯程序设计[J]. 朱小超,徐雪春. 工业控制计算机. 2010(12)
[7]MCS-51 MSP430与PC间串行通讯比较[J]. 吴怀超. 微处理机. 2010(06)
[8]国内外温室监控系统的发展及趋势[J]. 李伟,段翠芳,滑伟娟. 农业科技与装备. 2010(10)
[9]基于Cortex-M3和GPRS的嵌入式油井远程监测系统设计[J]. 张健,陈国瑞,刘金格. 工业控制计算机. 2009(11)
[10]硬件实时操作系统的设计与实现[J]. 崔建华,孙红胜,王保进. 电子技术应用. 2008(05)
博士论文
[1]高速数字电路电源分配网络设计与噪声抑制分析[D]. 丁同浩.西安电子科技大学 2012
硕士论文
[1]基于ARM的光泽计设计[D]. 陈凌.东华大学 2011
[2]温室土壤温湿度无线信息采集与监控系统的设计与实现[D]. 王中心.安徽大学 2010
[3]山东黄河自动化测流数据采集与处理系统设计与实现[D]. 李广义.山东大学 2008
[4]基于GSM/GPRS的中央空调远程监控系统的设计与实现[D]. 温国海.中南大学 2007
[5]智能温室监控系统的研究与实现[D]. 韩敏.西北农林科技大学 2007
本文编号：3372216
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