基于LabVIEW的温室环境智能测控系统软件设计实现
【摘要】：设施农业是现代化农业的一个重要组成部分。由于我国的温室业起步晚,发展时间短,造成我国温室技术水平比较低,现代化管理程度不高,温室环境测控条件差等,迫切需要在技术上进一步改进和提高。
随着设施农业朝着集约化、规模化方向的发展和温室管理智能化要求的提高,温室测控系统实现远程通信进而实现温室内生产与管理的一体化,是现代智能温室发展的必然趋势。本文结合浙江省科技计划项目“基于嵌入式技术低成本适用性设施农业环境测控系统关键技术研究”,利用虚拟仪器技术在LabVIEW的平台上开发了一套温室环境智能测控系统软件。
论文主要的研究内容包括:
1.分析了温室内温度、湿度、光照度和CO_2浓度等环境因子的变化范围,在此基础上选择相应的传感器和执行机构作为测控系统的硬件部分,对温室内环境参数进行采集和调控。
2.比较了虚拟仪器相对于传统仪器的优势,将传感器技术、计算机技术、虚拟仪器技术和数据库技术有机结合,进行温室测控系统的管理软件设计。利用串口通信,实现了温室内环境参数的实时采集,显示,对温室执行机构的控制以及数据库管理等功能。
3.实现网络化远程界面控制,利用LabVIEW的Web Publishing工具将测控系统界面发布在Web页面上,使得远程客户端可以通过浏览器实现对现场温室的监测和控制,实现真正意义上的虚拟仪器。
4.整个系统操作界面友好,开发维护方便。采用模块化的结构设计,能对软件进行一定的功能扩展,具有较强的通用性和适应性。
5.论文最后进行总结,指出了系统设计的不足和改进思路,为今后课题的进一步深入研究做准备。
【关键词】：虚拟仪器 LabVIEW 温室环境测控 数据库 【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：S625.5
【DOI】：CNKI:CDMD:2.2006.073998
【目录】：
- 摘要4-5
- Abstract5-6
- 目录6-8
- 1 绪论8-14
- 1.1 前言8
- 1.2 国内外温室环境测控系统研究现状8-11
- 1.2.1 国外温室测控技术研究现状8-9
- 1.2.2 国内温室测控技术研究现状与发展趋势9-11
- 1.3 虚拟仪器技术和LabVIEW11-12
- 1.4 课题来源及研究意义12-14
- 1.4.1 课题来源和研究意义12-13
- 1.4.2 主要研究内容13-14
- 2 系统总体设计方案14-19
- 2.1 温室环境参数控制14-17
- 2.2 温室测控系统总体方案17-19
- 2.2.1 测控系统设计要求17
- 2.2.2 测控系统设计方案17-19
- 3 温室测控系统硬件设计组成19-26
- 3.1 传感器的选择19-21
- 3.2 下位单片机21-22
- 3.3 串行通信总线22-23
- 3.4 上位PC机23
- 3.5 执行机构23-26
- 4 温室测控系统软件设计和管理26-66
- 4.1 测控系统软件开发环境LabVIEW26
- 4.2 测控系统软件总体设计26-27
- 4.3 测控系统软件主要功能模块27-47
- 4.3.1 运行主界面27-29
- 4.3.2 数据采集与显示模块29-31
- 4.3.2.1 串口通信协议29
- 4.3.2.2 LabVIEW中的串口相关函数29-30
- 4.3.2.3 数据采集显示流程30-31
- 4.3.3 参数设置模块31-39
- 4.3.3.1 采样间隔设置31-32
- 4.3.3.2 参数目标值设置32-34
- 4.3.3.3 设备参数设置34-36
- 4.3.3.4 报警参数设置36
- 4.3.3.5 知识库设置36-38
- 4.3.3.6 温室番茄种植参数设置和控制逻辑举例38-39
- 4.3.4 设备控制模块39-43
- 4.3.4.1 自动控制41
- 4.3.4.2 手动控制41-43
- 4.3.4.3 现场控制43
- 4.3.5 历史曲线报表模块43-46
- 4.3.5.1 历史曲线43-44
- 4.3.5.2 历史报表44-46
- 4.3.6 系统帮助模块46-47
- 4.4 测控系统数据库管理47-61
- 4.4.1 LabVIEW与数据库的连接48-51
- 4.4.1.1 SQL Toolkit工具包48-49
- 4.4.1.2 SQL语盲49-50
- 4.4.1.3 SQL Toolkit的配置50-51
- 4.4.2 数据库管理程序设计51-61
- 4.4.2.1 实时数据采集数据库表格的建立和数据保存51-54
- 4.4.2.2 温室作物知识库设置54-59
- 4.4.2.3 历史报表检索59-61
- 4.5 网络与远程控制61-66
- 4.5.1 LabVIEW中实现远程测控的方法61-62
- 4.5.2 系统网络化远程控制的实现62-66
- 5 总结与展望66-68
- 5.1 总结66-67
- 5.2 展望67-68
- 参考文献68-72
- 作者简介72-73
- 致谢73
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