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无线网络设施农业监控系统的研究

作　者: 王跃礼
导　师: 赵辉; 余喜珍
学　校: 天津理工大学
专　业: 控制工程
关键词: 设施农业 监控系统 Zigbee 模糊控制 无线网络
分类号: TP277
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要


在温室环境气候调控中,温室监控系统实现对温室内部环境因子的监测与调控,为作物的生长发育提供最佳的环境条件。因此,对设施农业监控系统的设计与研究具有重要的理论依据和实际应用价值。现阶段,温室监控系统信息的传送方式主要通过有线通信技术,如现场总线技术等。在温室中,采用有线传输方式存在部署困难、安装维护不方便等问题。对温室现场设备的调控主要依据现场经验,人为影响因素大,调控不够准确,且能耗较高等弊病。针对上述问题,对温室监控系统进行研究设计,以此提高温室的监控精度,降低运行维护成本,提高自动化水平。因此,论文开展对设施农业监控系统的软硬件设计及温室调控策略的研究。论文的主要工作和创新点如下：1设施农业的研究背景和意义。通过对国内外温室监控系统研究状况的总结,提出论文的研究内容和论文结构。2提出温室监控系统的整体设计框架。依据设施农业监控系统适用性指标评价要求,提出设施农业监控系统应具备的功能；对温室环境特点的分析与总结,以此三级调控模型的研究,最后提出温室调控系统的设计框架。3提出温室环境调控策略。基于温室专家系统给出的动态调控策略(最大光合作用策略、最节能策略等),对温室内的环境因子(空气温湿度、土壤湿度、光照度等)进行调控。4无线网络技术及模糊控制技术的研究分析。对多种无线网络技术的运行特性(发射功率、传输距离、设备费用等)进行综合分析,选择ZigBee无线网络技术做为设施农业的无线传输方式。对模糊控制技术进行分析。5监控系统的硬件设计。主要包括传感节点、汇聚节点及控制节点的硬件设计。6监控系统的软件设计。主要为传感节点、汇聚节点及控制节点的程序设计。7温室温湿度模糊控制技术的设计及仿真。对温室的温湿度模糊控制系统进行详细设计,并运用MATLAB进行仿真实验。8对设计的监控系统进行了总结,并对设施农业监控系统的发展趋势进行展望。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-8
目录  8-10
第一章 绪论  10-15
  1.1 背景及意义  10-11
    1.1.1 研究背景  10
    1.1.2 研究意义  10-11
  1.2 国内外设施农业的发展概况  11-12
    1.2.1 国外设施农业的发展状况  11
    1.2.2 国内设施农业的发展状况  11-12
  1.3 温室监控系统的研究现状  12-13
  1.4 本文研究内容  13-14
  1.5 论文的结构  14-15
第二章 温室监控系统的框架设计及关键技术研究  15-28
  2.1 温室监控系统的框架设计  15-17
    2.1.1 温室监控系统框架设计依据  15-16
    2.1.2 温室监控系统的框架设计  16-17
    2.1.3 温室监控系统的调控目标  17
  2.2 温室环境因子调控策略研究  17-20
    2.2.1 温室温湿度的调控策略  18-19
    2.2.2 其它环境因子的调控策略  19-20
  2.3 温室监控系统的关键技术  20-27
    2.3.1 温室监控系统无线传感器网络的设计要点  20
    2.3.2 无线网络技术的研究  20-21
    2.3.3 模糊控制技术  21-27
  2.4 本章小结  27-28
第三章 温室监控系统的硬件设计  28-37
  3.1 温室监控系统硬件的设计框架  28-29
  3.2 温室检测系统的硬件设计  29-33
    3.2.1 传感节点的设计  29-33
    3.2.2 汇聚节点的设计  33
  3.3 温室控制系统的硬件设计  33-36
    3.3.1 控制节点的设计  33-35
    3.3.2 温室配套控制设备的设计  35-36
  3.4 本章小结  36-37
第四章 温室监控系统的软件设计及控制算法实现  37-48
  4.1 传感节点的程序设计  37-40
    4.1.1 主程序的设计  38-39
    4.1.2 子程序的设计  39-40
  4.2 控制节点程序设计  40-41
  4.3 温湿度模糊控制器的设计  41-44
  4.4 温湿度模糊控制器仿真  44-47
    4.4.1 系统仿真设计  44-47
    4.4.2 仿真结果分析  47
  4.5 本章小结  47-48
第五章 总结与展望  48-49
  5.1 总结  48
  5.2 展望  48-49
参考文献  49-51
发表论文和科研情况说明  51-52
致谢  52

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化系统 > 监视、报警、故障诊断系统
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