收藏本站
收藏 | 论文排版

基于嵌入式和设备云平台的家庭植物工厂系统设计

程峥  
【摘要】:随着大型植物工厂研究的深入,家庭植物工厂受到人们越来越多的关注,在日本、荷兰、美国等农业技术发达的国家己经进入了产业化阶段。目前我国研发的家庭植物工厂系统,多选用PLC作为核心控制器,成本相对较高,并采用PID算法进行控制,控制效果往往不理想;在营养液循环过程中,会出现有害微生物和植物自毒物质,依靠现有技术往往净化不彻底;物联网技术衍生出的设备云平台技术应用到其中的实例也很少,这些问题都急需改进。本文通过对现有的家庭植物工厂系统进行分析,结合嵌入式技术、无线通信技术、设备云平台技术、LED光源技术、智能控制技术,设计并开发了一种基于嵌入式和设备云平台的家庭植物工厂系统,具体的工作内容如下:1.对家庭植物工厂内的环境因子、营养液因子、营养液净化技术的特点进行分析,将深紫外LED技术应用到营养液净化领域,制定了控制系统功能、算法、工作方式并设计了家庭植物工厂结构。2.对数据粗大误差剔除和传感器数据融合的常用算法进行分析,确定了使用狄克松准则和卡尔曼滤波相结合的传感器数据融合方案,能够有效提高传感器模块的测量精度,为输出控制设备的协调工作提供依据。3.根据光照强度、温度、湿度、营养液温度等因素会影响植物正常生长发育所需的CO2浓度,设计了一个四输入单输出的多因素模糊控制系统,使CO2浓度始终保持在适合植物正常生长发育的范围内。4.根据控制系统功能要求,选择STM32F103ZET6作为核心处理器,在此基础上完成传感器模块、LCD人机交互模块、数据存储模块、WiFi通信模块、LED模组和LED驱动模块、电机驱动模块、继电器模块的电路设计,并且证明了本设计的合理性和可靠性。5.为满足系统实时性的要求,移植UCOSIII嵌入式实时操作系统进行软件程序编写;移植EmWin进行了LCD人机交互模块程序开发;通过WiFi模块接入机智云云平台,并基于机智云提供的SDK包以及Android开源框架开发了一款Android APP,实现了对家庭植物工厂的远程操控。整体测试结果表明,系统各项性能均达到了设计要求,具有较高的可靠性,而且成本较低,满足实际应用的需求。对于降低家庭植物工厂生产成本,使智能化的家庭植物工厂进入千家万户具有重要作用。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前18条
1 吴铎思;景双善;;“植物工厂”有多神奇[J];农家之友;2019年05期
2 徐鸣;;植物工厂的崛起与未来[J];江苏农村经济;2019年05期
3 赵旭辉;孙聪;史志明;曹亮;陈贤;;植物工厂的相关栽培技术发展趋势研究[J];时代农机;2018年10期
4 王伟丽;;浅析国内外植物工厂发展现状[J];木工机床;2018年04期
5 ;日本“植物工厂”在城市地下种菜[J];共产党员(河北);2019年06期
6 任慧媛;;在日本倒闭了的“植物工厂”模式 京东做接盘侠能成功吗?[J];中外管理;2019年02期
7 ;“植物工厂”正成为中国农业的新形态[J];农家之友;2019年03期
8 赵立军;陈亚;孔阳阳;刘冰;颜姗姗;何堤;许春林;;太阳光利用型植物工厂的设计与试验研究[J];农机化研究;2018年01期
9 孙阳;白皓然;初留珠;王方艳;李秀;;基于物联网植物工厂监控系统的设计[J];农机化研究;2018年02期
10 刘宏新;张明俊;权龙哲;何堤;;基于植物工厂技术的水稻育秧技术[J];农机化研究;2018年01期
11 池晓峰;;智能穿梭车系统在植物工厂的应用分析[J];物流技术与应用;2018年01期
12 崔佳维;陈智杰;郑胤建;刘厚诚;雷炳富;;人工光利用型植物工厂核心技术研究进展[J];农业工程技术;2017年28期
13 ;关于召开第二届全国植物工厂高效生产与产业发展高层论坛的通知(第二轮)[J];中国照明电器;2018年06期
14 林火灿;;不照阳光不需土 植物工厂育果蔬[J];中国中小企业;2018年08期
15 ;关于召开第二届全国植物工厂高效生产与产业发展高层论坛的通知(第二轮)[J];中国照明电器;2018年07期
16 孙漫莹;宋杰;胡启相;张颢;王继华;杨少杰;;植物工厂关键技术发展[J];农业工程;2018年06期
17 齐芳;;探访中科植物工厂[J];农药市场信息;2018年23期
18 苏志能;洪燕南;陈大华;;微型植物工厂集装箱模式的评述和探讨[J];中国照明电器;2018年08期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 杨罗定;;漫谈高效节能光源在植物工厂里的应用和实践[A];中国照明论坛——绿色照明与低碳技术科技研讨会专题报告文集[C];2010年
2 刘文科;刘义飞;;LED智能植物工厂光配方构建与应用[A];海峡两岸第二十四届照明科技与营销研讨会专题报告暨论文集[C];2017年
3 郭子菱;;LED植物照明市场发展[A];海峡两岸第二十一届照明科技与营销研讨会专题报告暨论文集[C];2014年
4 张成波;杨其长;;植物工厂研究现状与发展趋势[A];2004年中国设施园艺学会学术年会文集[C];2004年
5 陈青云;;设施农业案例分析[A];第三届全国农用塑料设施大棚、温室栽培技术交流会交流材料汇编[C];2017年
6 张睿;卜云龙;周增产;杨玮;卓杰强;;植物工厂绿化苗传输系统设计研究[A];纪念中国农业工程学会成立30周年暨中国农业工程学会2009年学术年会(CSAE 2009)论文集[C];2009年
7 张晓文;蔡福栋;程存仁;刘文玺;周雪青;王影;;植物工厂关键技术与装备的开发与应用[A];中国农业工程学会2011年学术年会论文集[C];2011年
8 商守海;周增产;卜云龙;吕科;张晓慧;李东星;;JPWZ-1型微型植物工厂的研制[A];中国农业工程学会2011年学术年会论文集[C];2011年
9 刘文科;刘义飞;;设施园艺LED光源设计与应用策略探讨[A];海峡两岸第二十四届照明科技与营销研讨会专题报告暨论文集[C];2017年
10 郭子菱;;LED特殊照明应用——植物照明新商机[A];海峡两岸第十七届照明科技与营销研讨会专题报告暨论文集[C];2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 程峥;基于嵌入式和设备云平台的家庭植物工厂系统设计[D];天津工业大学;2019年
2 陈汉群;面向植物工厂的环境调控规则推理技术应用研究[D];浙江大学;2018年
3 刘昆;基于模糊自适应PID的植物工厂温湿度控制系统的研究[D];天津职业技术师范大学;2017年
4 鞠红艳;植物生长环境调控系统的研究与应用[D];吉林农业大学;2018年
5 尚志跃;植物工厂云环境智能监测系统研究[D];河北工业大学;2017年
6 魏轶凡;微型植物工厂结构及配套设备设计与实验研究[D];江苏大学;2018年
7 卓敏敏;微型植物工厂智能控制系统研究[D];江苏大学;2018年
8 马太光;光质和供光模式对植物工厂生菜生长及品质的影响[D];山西农业大学;2017年
9 王启星;植物工厂中LED多波长光量子采集系统设计与实现[D];中国科学技术大学;2018年
10 刘焕;基于CFD的人工光型植物工厂通风模拟与优化研究[D];中国农业科学院;2018年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报记者 余寒;副市长电约植物工厂 200亿现代农业产业基金心动[N];经济观察报;2015年
2 记者 王晓然 魏茹;探营植物工厂 发现水培蔬菜的生长秘密[N];北京商报;2019年
3 本报驻日本记者 刘军国;日本“植物工厂”在城市地下种菜[N];人民日报;2019年
4 本报记者 张添怡;让“植物工厂”惠及吉林百姓[N];吉林日报;2019年
5 刘高威;走进“植物工厂”[N];安徽日报;2019年
6 吴兰;探访植物工厂:没有阳光,植物如何生长?[N];农业科技报;2019年
7 记者 杨勘;“光配方”:打造智能植物工厂[N];孝感日报;2019年
8 记者 庞乐;鱼菜共生实现生态种养[N];西安日报;2018年
9 市委政研室 郑红利;“星菜样本”于高质农业的启示[N];衢州日报;2018年
10 西江日报记者 肖桂芳;立足农村打造“植物工厂”成就梦想[N];西江日报;2018年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978