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基于嵌入式系统的温室环境参数控制

夏志成  
【摘要】:温室大棚是当今全球设施农业的重要组成部分,是现代全球农业发展的重点之一。它可以在瞬息万变的自然条件下为作物生长人为创造一个适宜的环境。全球温室种植业的实践经验表明,提高温室的智能控制和管理水平可充分发挥设施农业的高效性。而我国在温室大棚智能控制方面的应用跟世界发达国家相比还有较大的差距。目前国内设施温室应用的主要环境变量测控系统大多为国外进口产品,这些产品技术含量非常高,测控效果非常好,但相对价格非常高,通常只被应用于国内少见的大型或高档连栋温室。少数国产装置无论技术水平还是测控效果均不甚理想,尤其是缺少能够应用于我国常见的中小型日光温室的低成本智能测控装置。 本文结合当今最热门的嵌入式技术和无线传感器网络技术,并根据目前国内常见中小型日光温室环境控制需求,设计并实现了一套设施农业日光温室智能嵌入式控制系统。 主要研究工作如下: (1)设计了基于无线传感器网络和嵌入式系统的温室参数采集和参数控制系统。 (2)搭建嵌入式系统硬件平台。基于嵌入式开发平台,开发了该系统的驱动和控制程序,并利用跨平台的QT语言编写了控制系统的界面。 (3)设计了模糊PID控制算法实现温室大棚智能控制,可以根据温室作物生长要求比较精确地调节温室的各项参数。 (4)利用MATLAB/simulink软件仿真,对嵌入式控制系统进行了模拟运行,测试结果反映出该控制器动态响应曲线效果较好,超调量小,稳态精度高,能达到温室大棚理想控制要求。 论文最后,对嵌入式控制系统易于操作、成本低、便于软硬件升级、界面友好等特点进行了总结,同时指出了该控制系统需要进一步改进完善的地方。


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