北方寒地日光温室温湿度监控系统研究
发布时间：2021-05-17 09:51
日光温室能够有效解决北方寒地人民对反季节蔬菜的需求,各地政府非常重视“菜篮子”工程建设。通过对温室监控系统的文献研究和实地调研,发现现有日光温室监控系统多数采用有线方式进行参数采集和执行机构控制,存在布线工程量大、经济成本高、日常维护困难、增减或调节采集节点复杂等问题;部分采用无线方式的监控系统实现了温室环境的无线监测,但其对温室环境控制较少。因此迫切需要研究和设计适合日光温室特点的温室环境监控系统。本系统采用ZigBee无线采集设备对温室内空气温度、空气湿度、土壤温度和土壤湿度进行采集,并将采集数据汇集到KL-N4600无线数据采集模块。控制核心PLC通过Modbus-RTU通信协议与数据采集模块通信,读取温室环境参数值并与设定值对比,从而驱动执行机构进行自动调节。上位机采用MCGS组态软件进行设计,主要实现控制执行机构动作,显示当前执行机构状态,显示温室环境实时状态,输出报表和设置报警等功能。本文通过日光温室自然通风试验总结出自然通风控制规律,并以该规律为理论依据设计了温室模糊控制器,其模糊控制算法通过PLC编程进行实现。在温室加温方面,将现有的温室热水加温系统进行自动控制,保证了...
【文章来源】：黑龙江八一农垦大学黑龙江省
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究的目的和意义
1.2 国内外温室环境监控技术研究现状
1.2.1 国外温室环境监控技术研究现状
1.2.2 国内温室环境监控技术研究现状
1.3 存在的问题与发展趋势
1.3.1 目前国内温室环境监控存在的问题
1.3.2 温室环境监控系统的发展趋势
1.4 研究的主要内容和方法
1.5 技术路线
1.6 本章小结
第二章 系统整体方案与硬件集成
2.1 日光温室结构简介
2.2 温湿度环境因子分析
2.2.1 温度因子及其监控要求
2.2.2 湿度因子及其监控要求
2.3 系统整体方案
2.4 系统硬件集成
2.4.1 传感器的选用
2.4.2 PLC和扩展模块的选型
2.5 执行机构
2.5.1 加温设备
2.5.2 灌溉设备
2.5.3 通风设备
2.5.4 保温设备
2.6 本章小结
第三章 日光温室自然通风试验研究
3.1 试验温室介绍
3.2 试验方案
3.3 试验内容及采集点布置
3.3.1 试验内容
3.3.2 采集点布置
3.4 试验数据及结果分析
3.4.1 全天室内外温湿度试验
3.4.2 侧窗与天窗不同开度组合试验
3.5 本章小结
第四章 温室模糊控制器设计
4.1 模糊控制理论
4.1.1 模糊控制特点
4.1.2 模糊控制系统组成及原理
4.2 日光温室模糊控制器设计
4.2.1 模糊控制器的结构分析
4.2.2 模糊化
4.2.3 模糊控制规则的建立
4.2.4 反模糊化
4.3 本章小结
第五章 系统软件设计与功能测试
5.1 下位机软件设计
5.1.1 PLC编程软件介绍
5.1.2 程序设计思路和流程
5.1.3 PLC I/O地址分配与程序设计
5.2 上位机监控系统的开发
5.2.1 MCGS组态软件介绍
5.2.2 上位机功能需求分析
5.2.3 上位机监控系统组成
5.2.4 上位机功能实现
5.3 上位机与下位机通信
5.4 程序调试与功能测试
5.4.1 PLC程序在线调试
5.4.2 系统整体功能测试
5.4.3 系统性能测试
5.5 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
6.3 创新点
参考文献
致谢
个人简历
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于MCGS的上位机监控系统设计与实现[J]. 高静. 太赫兹科学与电子信息学报. 2014(02)
[2]温室环境信息实时监测与控制系统的设计[J]. 刘海洋,王慧,陈智,宣传忠. 农机化研究. 2014(04)
[3]基于机理模型的现代温室湿度系统建模[J]. 蒋勇翔,秦琳琳,石春,吴刚. 江南大学学报(自然科学版). 2013(05)
[4]基于Android手机的温室环境远程监控系统设计[J]. 陈大鹏,毛罕平,左志宇. 江苏农业科学. 2013(09)
[5]S7-200PLC编程软件的使用[J]. 张国勋. 黑龙江科技信息. 2013(26)
[6]温室环境控制技术的研究现状与发展趋势[J]. 杨学坤,蒋晓,诸刚. 中国农机化学报. 2013(04)
[7]国内温室环境在线控制系统的研究进展[J]. 吴小伟,史志中,钟志堂,武文娟,张璐,丁莉,崔军. 农机化研究. 2013(04)
[8]基于太阳能的无线温室环境监测系统的设计[J]. 高立艾,唐娟,于华丽. 江苏农业科学. 2013(01)
[9]基于ZigBee无线传感网络的SMT厂房温湿度监控系统设计[J]. 张青培,王直. 电子设计工程. 2013(01)
[10]周博士考察拾零(二十) 关于吉林通化日光温室建设的思考[J]. 周长吉. 农业工程技术(温室园艺). 2012(11)
硕士论文
[1]严寒地区日光温室空气源蓄热土壤源热泵供暖与供冷分析[D]. 高亮.哈尔滨工业大学 2012
[2]基于模糊控制算法的北方日光温室冬季环境控制系统的研究[D]. 徐美娇.内蒙古农业大学 2011
[3]PC板温室的温湿度建模与仿真[D]. 刘晓艳.安徽农业大学 2011
[4]寒地日光温室远程监测系统的研究[D]. 王福禄.东北农业大学 2011
[5]VENLO型温室建模与智能控制研究[D]. 严海.浙江工业大学 2009
[6]基于PLC的第三代MOCVD控制系统研究与设计[D]. 牛年增.西安电子科技大学 2009
[7]基于Internet和专家系统的温室环境监控系统的研究[D]. 刘鑫荣.新疆大学 2008
[8]基于远程监控技术的温室专家管理系统的研究[D]. 吕永田.曲阜师范大学 2008
[9]研究型温室分区控制与管理系统设计研究[D]. 张济龙.西南大学 2006
[10]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：3191554
【文章来源】：黑龙江八一农垦大学黑龙江省
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究的目的和意义
1.2 国内外温室环境监控技术研究现状
1.2.1 国外温室环境监控技术研究现状
1.2.2 国内温室环境监控技术研究现状
1.3 存在的问题与发展趋势
1.3.1 目前国内温室环境监控存在的问题
1.3.2 温室环境监控系统的发展趋势
1.4 研究的主要内容和方法
1.5 技术路线
1.6 本章小结
第二章 系统整体方案与硬件集成
2.1 日光温室结构简介
2.2 温湿度环境因子分析
2.2.1 温度因子及其监控要求
2.2.2 湿度因子及其监控要求
2.3 系统整体方案
2.4 系统硬件集成
2.4.1 传感器的选用
2.4.2 PLC和扩展模块的选型
2.5 执行机构
2.5.1 加温设备
2.5.2 灌溉设备
2.5.3 通风设备
2.5.4 保温设备
2.6 本章小结
第三章 日光温室自然通风试验研究
3.1 试验温室介绍
3.2 试验方案
3.3 试验内容及采集点布置
3.3.1 试验内容
3.3.2 采集点布置
3.4 试验数据及结果分析
3.4.1 全天室内外温湿度试验
3.4.2 侧窗与天窗不同开度组合试验
3.5 本章小结
第四章 温室模糊控制器设计
4.1 模糊控制理论
4.1.1 模糊控制特点
4.1.2 模糊控制系统组成及原理
4.2 日光温室模糊控制器设计
4.2.1 模糊控制器的结构分析
4.2.2 模糊化
4.2.3 模糊控制规则的建立
4.2.4 反模糊化
4.3 本章小结
第五章 系统软件设计与功能测试
5.1 下位机软件设计
5.1.1 PLC编程软件介绍
5.1.2 程序设计思路和流程
5.1.3 PLC I/O地址分配与程序设计
5.2 上位机监控系统的开发
5.2.1 MCGS组态软件介绍
5.2.2 上位机功能需求分析
5.2.3 上位机监控系统组成
5.2.4 上位机功能实现
5.3 上位机与下位机通信
5.4 程序调试与功能测试
5.4.1 PLC程序在线调试
5.4.2 系统整体功能测试
5.4.3 系统性能测试
5.5 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
6.3 创新点
参考文献
致谢
个人简历
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于MCGS的上位机监控系统设计与实现[J]. 高静. 太赫兹科学与电子信息学报. 2014(02)
[2]温室环境信息实时监测与控制系统的设计[J]. 刘海洋,王慧,陈智,宣传忠. 农机化研究. 2014(04)
[3]基于机理模型的现代温室湿度系统建模[J]. 蒋勇翔,秦琳琳,石春,吴刚. 江南大学学报(自然科学版). 2013(05)
[4]基于Android手机的温室环境远程监控系统设计[J]. 陈大鹏,毛罕平,左志宇. 江苏农业科学. 2013(09)
[5]S7-200PLC编程软件的使用[J]. 张国勋. 黑龙江科技信息. 2013(26)
[6]温室环境控制技术的研究现状与发展趋势[J]. 杨学坤,蒋晓,诸刚. 中国农机化学报. 2013(04)
[7]国内温室环境在线控制系统的研究进展[J]. 吴小伟,史志中,钟志堂,武文娟,张璐,丁莉,崔军. 农机化研究. 2013(04)
[8]基于太阳能的无线温室环境监测系统的设计[J]. 高立艾,唐娟,于华丽. 江苏农业科学. 2013(01)
[9]基于ZigBee无线传感网络的SMT厂房温湿度监控系统设计[J]. 张青培,王直. 电子设计工程. 2013(01)
[10]周博士考察拾零(二十) 关于吉林通化日光温室建设的思考[J]. 周长吉. 农业工程技术(温室园艺). 2012(11)
硕士论文
[1]严寒地区日光温室空气源蓄热土壤源热泵供暖与供冷分析[D]. 高亮.哈尔滨工业大学 2012
[2]基于模糊控制算法的北方日光温室冬季环境控制系统的研究[D]. 徐美娇.内蒙古农业大学 2011
[3]PC板温室的温湿度建模与仿真[D]. 刘晓艳.安徽农业大学 2011
[4]寒地日光温室远程监测系统的研究[D]. 王福禄.东北农业大学 2011
[5]VENLO型温室建模与智能控制研究[D]. 严海.浙江工业大学 2009
[6]基于PLC的第三代MOCVD控制系统研究与设计[D]. 牛年增.西安电子科技大学 2009
[7]基于Internet和专家系统的温室环境监控系统的研究[D]. 刘鑫荣.新疆大学 2008
[8]基于远程监控技术的温室专家管理系统的研究[D]. 吕永田.曲阜师范大学 2008
[9]研究型温室分区控制与管理系统设计研究[D]. 张济龙.西南大学 2006
[10]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：3191554
本文链接：https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/xixikjs/3191554.html
