基于无线传感器温室大棚环境参数控制系统的设计与优化
发布时间：2022-07-02 14:11
温室大棚为经济作物提供了良好的生长环境,它的经济效益和社会效益使温室大棚栽培成为设施农业的重要组成部分。目前设施农业需要少人力、少物力、高产量,而大棚智能控制技术的迅猛发展,解决了上述的问题,无论发展中国家还是发达国家都给予了高度的重视。我国是一个农业大国,虽然国土面积很大,但是因为人口多,且我国地形地势复杂,不利因素影响较多,耕地资源相对匮乏。不过随着城市化发展进程地一步步加快,我国经济迅速的发展,并且大力地发展高效、高产、优质、安全、生态的现代化农业,进一步提高了农业的科技含量,这是顺应时代发展的必要结果。本论文也是主要针对在我国的环境条件下温室大棚内影响农作物生长发育的环境参数的控制问题,做了深入研究。以传感器为基点、黄瓜为研究对象,采用无线传感器对温室大棚的环境参数进行采集,并通过ZigBee网络将采集到的数据传输至上位机,上位机通过推导出的各个环境因素控制算法,利用MAILAB软件对其进行仿真模拟。并通过均方根差（RMSE）检验指标对拟合曲线进行检验了。最后得到了以下结论:（1）完成了传感器接口的调试程序和执行程序,试验结果表明传感器能够稳定的工作,且执行速度反应较快。能够完...
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 文献综述
1.2.1 发展状况
1.2.2 控制算法方法
1.3 研究目标、研究内容及技术路线
1.3.1 研究目标
1.3.2 研究内容
1.3.3 技术路线
2 WSN与Zigbee技术
2.1 无线传感器网络
2.2 Zigbee技术
2.2.1 ZigBee协议栈结构介绍
2.2.2 ZigBee的拓扑结构
3 温室大棚环境因素的控制算法
3.1 温度控制算法
3.1.1 温室能量模型
3.1.2 温度控制算法
3.1.3 算法实施
3.2 湿度控制算法
3.3 CO_2浓度控制算法
4 温室大棚参数控制系统硬件配置及设计
4.1 试验大棚布局设计
4.2 ZigBee无线射频模块选型
4.3 传感器节点硬件配置设计
4.3.1 温湿度传感器
4.3.2 CO_2浓度传感器
5 温室大棚参数控制系统软件设计与应用
5.1 传感器功能实现
5.1.1 温湿度传感器
5.1.2 CO_2浓度传感器
5.2 ZigBee无线网络的实现
5.3 数据采集
5.4 控制器控制设计
6 温室大棚参数控制系统测试与分析
6.1 控制算法验证
6.2 大棚功能模拟测试
7 结论与展望
7.1 结论
7.2 展望
参考文献
致谢
附录
【参考文献】：
期刊论文
[1]无线传感器网络综述[J]. 王塞博,刘素凯,毛先柏. 信息通信. 2014(08)
[2]基于WSN均衡汇聚树的CTP路由算法改进[J]. 赵晨旭,吴怡之,韩汉光. 计算机工程. 2012(14)
[3]无线传感器网络发展及其在精准农业方面的应用[J]. 裴芳,张洁. 计算机光盘软件与应用. 2012(03)
[4]超声波雾化栽培装置的研制和应用效果[J]. 闻婧,程瑞锋,孟力力,韦金河,杨其长,张俊. 江西农业学报. 2012(01)
[5]农田无线传感器网络移动终端数据收集方案[J]. 陆明洲,沈明霞,孙玉文,熊迎军,刘龙申,林相泽. 农业工程学报. 2011(08)
[6]基于WSN的精准农业远程环境监测系统设计[J]. 常超,鲜晓东,胡颖. 传感技术学报. 2011(06)
[7]基于zigbee无线网络的土壤墒情监控系统[J]. 胡培金,江挺,赵燕东. 农业工程学报. 2011(04)
[8]稻田水分监测无线传感器网络优化设计与试验[J]. 肖德琴,古志春,冯健昭,肖克辉,罗锡文. 农业工程学报. 2011(02)
[9]无线传感器网络在农业生产中的应用研究[J]. 蔡镔,袁超,顿文涛,马斌强,李聪,李辉. 江西农业学报. 2010(09)
[10]基于CC2430的无线传感网络自动滴灌系统设计[J]. 杨婷,汪小旵. 计算机测量与控制. 2010(06)
博士论文
[1]面向精细农业的无线传感器网络关键技术研究[D]. 张伟.浙江大学 2013
[2]无线传感器网络农业信息监控系统设计与数据融合研究[D]. 蒋鼎国.江南大学 2010
硕士论文
[1]基于无线传感器网络的农业大棚监控系统设计[D]. 孙丽婷.大连理工大学 2013
[2]基于物联网的智能农业监测系统的设计与实现[D]. 王冬.大连理工大学 2013
[3]物联网在智能农业中的应用研究[D]. 彭改丽.郑州大学 2012
[4]面向农业监控的无线传感器网络网关设计[D]. 刘万禄.大连理工大学 2012
[5]基于无线技术的温室农业大棚智能控制的研究[D]. 刘晓惠.武汉工业学院 2012
[6]基于无线传感器网络稻田节水灌溉的研究[D]. 郭俊振.东北农业大学 2012
[7]基于LabVIEW的温室环境智能测控系统软件设计实现[D]. 樊琦.浙江大学 2006
本文编号：3654506
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 文献综述
1.2.1 发展状况
1.2.2 控制算法方法
1.3 研究目标、研究内容及技术路线
1.3.1 研究目标
1.3.2 研究内容
1.3.3 技术路线
2 WSN与Zigbee技术
2.1 无线传感器网络
2.2 Zigbee技术
2.2.1 ZigBee协议栈结构介绍
2.2.2 ZigBee的拓扑结构
3 温室大棚环境因素的控制算法
3.1 温度控制算法
3.1.1 温室能量模型
3.1.2 温度控制算法
3.1.3 算法实施
3.2 湿度控制算法
3.3 CO_2浓度控制算法
4 温室大棚参数控制系统硬件配置及设计
4.1 试验大棚布局设计
4.2 ZigBee无线射频模块选型
4.3 传感器节点硬件配置设计
4.3.1 温湿度传感器
4.3.2 CO_2浓度传感器
5 温室大棚参数控制系统软件设计与应用
5.1 传感器功能实现
5.1.1 温湿度传感器
5.1.2 CO_2浓度传感器
5.2 ZigBee无线网络的实现
5.3 数据采集
5.4 控制器控制设计
6 温室大棚参数控制系统测试与分析
6.1 控制算法验证
6.2 大棚功能模拟测试
7 结论与展望
7.1 结论
7.2 展望
参考文献
致谢
附录
【参考文献】：
期刊论文
[1]无线传感器网络综述[J]. 王塞博,刘素凯,毛先柏. 信息通信. 2014(08)
[2]基于WSN均衡汇聚树的CTP路由算法改进[J]. 赵晨旭,吴怡之,韩汉光. 计算机工程. 2012(14)
[3]无线传感器网络发展及其在精准农业方面的应用[J]. 裴芳,张洁. 计算机光盘软件与应用. 2012(03)
[4]超声波雾化栽培装置的研制和应用效果[J]. 闻婧,程瑞锋,孟力力,韦金河,杨其长,张俊. 江西农业学报. 2012(01)
[5]农田无线传感器网络移动终端数据收集方案[J]. 陆明洲,沈明霞,孙玉文,熊迎军,刘龙申,林相泽. 农业工程学报. 2011(08)
[6]基于WSN的精准农业远程环境监测系统设计[J]. 常超,鲜晓东,胡颖. 传感技术学报. 2011(06)
[7]基于zigbee无线网络的土壤墒情监控系统[J]. 胡培金,江挺,赵燕东. 农业工程学报. 2011(04)
[8]稻田水分监测无线传感器网络优化设计与试验[J]. 肖德琴,古志春,冯健昭,肖克辉,罗锡文. 农业工程学报. 2011(02)
[9]无线传感器网络在农业生产中的应用研究[J]. 蔡镔,袁超,顿文涛,马斌强,李聪,李辉. 江西农业学报. 2010(09)
[10]基于CC2430的无线传感网络自动滴灌系统设计[J]. 杨婷,汪小旵. 计算机测量与控制. 2010(06)
博士论文
[1]面向精细农业的无线传感器网络关键技术研究[D]. 张伟.浙江大学 2013
[2]无线传感器网络农业信息监控系统设计与数据融合研究[D]. 蒋鼎国.江南大学 2010
硕士论文
[1]基于无线传感器网络的农业大棚监控系统设计[D]. 孙丽婷.大连理工大学 2013
[2]基于物联网的智能农业监测系统的设计与实现[D]. 王冬.大连理工大学 2013
[3]物联网在智能农业中的应用研究[D]. 彭改丽.郑州大学 2012
[4]面向农业监控的无线传感器网络网关设计[D]. 刘万禄.大连理工大学 2012
[5]基于无线技术的温室农业大棚智能控制的研究[D]. 刘晓惠.武汉工业学院 2012
[6]基于无线传感器网络稻田节水灌溉的研究[D]. 郭俊振.东北农业大学 2012
[7]基于LabVIEW的温室环境智能测控系统软件设计实现[D]. 樊琦.浙江大学 2006
本文编号：3654506
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