种猪舍自动化温度监控系统的设计与研究

发布时间：2017-09-06 19:40

  本文关键词：种猪舍自动化温度监控系统的设计与研究

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【摘要】：随着工业自动化的不断发展,养猪行业由原来机械化散养为主的模式逐渐发展成为信息化集约型管理模式。其中,种猪作为繁殖猪种,其繁殖性能直接影响到养猪生产水平和经济效益。研究表明,环境温度是影响种猪繁殖性能的重要因素之一,因此,为种猪提供适宜的温度环境,对提高其繁殖性能以及经济效益有着重要意义。本文依据自动控制原理,设计研究了一种适宜种猪的自动化温度监控管理系统,运用单片机为控制基础,结合了无线通信技术,并提出了变论域模糊PID控制算法,与传统控制算法进行了对比分析。本文的主要工作以及成果如下:1阐述了本文的研究意义和研究背景,探究了温度参数对种猪繁殖性能的影响,并分析了国内外猪舍温度参数控制系统的研究现状。2对自动化温度监控管理系统的软件及硬件进行了设计,硬件部分主要包含了基于单片机的核心控制电路的设计开发,软件部分主要包含单片机控制程序编写以及上位机管理软件设计开发。3借助MATALAB仿真环境,对PID控制、模糊PID控制以及变论域模糊PID控制进行了仿真比较。通过比较分析,变论域控制算法在响应速度、控制精度以及控制稳定性方面都有更优表现。4搭建了模拟种猪的温度环境,并进行实验,通过多组实验数据对比分析,所设计的自动化温度监控管理系统有精确的控制精度和良好的稳定性。
【关键词】：种猪 自动化温度监控系统 单片机 无线通信 变论域模糊PID
【学位授予单位】：浙江工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S828;S818.9
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 绪论10-18
• 1.1 课题背景与意义10-13
• 1.1.1 课题背景10
• 1.1.2 我国对猪肉制品的需求量10-11
• 1.1.3 温度参数对种猪繁殖性能的影响11-13
• 1.2 国内外研究现状13-15
• 1.2.1 国外猪舍温度监控系统发展现状13-14
• 1.2.2 国内猪舍温度监控系统发展现状14-15
• 1.3 论文研究的主要内容15-16
• 1.4 系统设计要求和目标16-18
• 第2章 温度监控系统总体设计18-24
• 2.1 引言18
• 2.2 需求分析18-19
• 2.2.1 提高种猪繁殖性能的需求18
• 2.2.2 提高自动化管理水平的需求18-19
• 2.3 温度检测和控制设计方案比较19-20
• 2.4 系统技术路线20-21
• 2.5 系统整体结构框架设计21-23
• 2.6 本章小结23-24
• 第3章 温度监控系统硬件和软件设计24-46
• 3.1 引言24
• 3.2 元器件选择24-32
• 3.2.1 单片机选择24-26
• 3.2.2 传感器选择26-28
• 3.2.3 显示系统的选择28-29
• 3.2.4 无线通信模块选择29-32
• 3.3 监控系统硬件电路设计32-36
• 3.3.1 温度数据采集电路32-33
• 3.3.2 显示报警电路33-34
• 3.3.3 无线蓝牙外围电路34-35
• 3.3.4 继电器控制电路35-36
• 3.4 温度监控系统软件部分设计36-42
• 3.4.1 单片机主程序37
• 3.4.2 温度信号采集程序37-39
• 3.4.3 LCD驱动程序39-40
• 3.4.4 温度控制算法程序40-41
• 3.4.5 蓝牙无线通信程序41-42
• 3.5 上位机管理软件设计42-44
• 3.6 本章小结44-46
• 第4章 变论域模糊PID控制器设计46-60
• 4.1 引言46
• 4.2 变论域模糊控制思想46-47
• 4.3 伸缩因子的选择47-49
• 4.4 模糊隶属度函数选取与模糊规则的制定49-52
• 4.5 仿真结果与对比分析52-58
• 4.5.1 模糊PID的系统仿真53
• 4.5.2 变论域模糊控制器的仿真分析53-54
• 4.5.3 仿真结果分析54-58
• 4.6 本章小结58-60
• 第5章 温度监控系统测试与实验60-66
• 5.1 主要的测试内容60
• 5.2 实验硬件平台60-62
• 5.2.1 实验模拟环境60-61
• 5.2.2 实验设备及仪器61-62
• 5.3 实验结果分析62-65
• 5.4 本章小结65-66
• 第6章 总结与展望66-68
• 6.1 全文总结66
• 6.2 研究展望66-68
• 参考文献68-71
• 致谢71-72
• 攻读学位期间参加的科研项目和成果72

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本文编号：805064