基于物聯(lián)網(wǎng)的設施農業(yè)溫室大棚智能控制系統(tǒng)研究

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1、分共號密次太原理工大學碩±學位論義題目基于物聯(lián)網(wǎng)的設施私化溫室大側訝能控制系騙硏鬼ＳｔｕｄｙＯｉｌＩｎｔｅｌＪｉｃｎｌＣｏｎｔｒｏｌＳｓｔｅｍＩｔｅｒｔｆＴｈｉｇｙＢａｓｅｄｏｎｎｎｅｏｎｓｊ開別述Ｈ＾ＨｎＦａｄｔｔｉｕｉｌＷｅｓＡｇｒｉｃｕｌｕｒａｌＧｒｅｅｎｈｓｅ研究生姓名：韓敏２０１３５２０１６７學號：電式工程專業(yè)二種寬方向：電氣工程－導師姓名：許春雨副教抬—職稱：．＇朵串位運予卓位：太巧迎Ｔ．大節(jié)論文提交日黑２０１６／

2、０５巧立山西？太郵：工；１太原理工大學＇ｒ■．．Ｉ．．－．＊聲明Ｈ本人鄒重聲明：巧呈交的學位論文是本人在指導教師的指導下，，獨立進行研究巧取得的成果。除立中已經注明引用的巧容外本論文，不包含其他個人或集體已紹發(fā)表或撰寫過的科研成果。對本文的硏究化出重要貢獻的個人和集體巧已在立中ａ巧確方式標明。本聲巧的Ｉ法律責任由本人承擔。＇ｓ論文作者簽名：日期；Ｍｉｌ關于學位論文使用巧的說明本人完全了解太原理工大學有關保管、使巧學位論文的規(guī)定，其中包巧：愈學校有巧保管

3、、并向有關部口送安學位論女的原件與復?。崳娂?；盾學?？韶敳汕捎坝】s印或其亡子夏制手段復制并保存學位論責；感學?？苫S學位論立被查闊或借商這）學校可學術空流為目ｉＩ巧Ｉ的，復制贈送巧換學巧論立；通學?？啥喂紝W巧論女的全部或部Ｉ分巧容（保密學位論貴在解密居遵守化規(guī)定）。作者基名；日期：亦托《、玄導師答名：克論日期；２ＤｉＬｆ＞Ｓ巧摘要基于物聯(lián)網(wǎng)的設施農業(yè)溫室大棚智能控制系統(tǒng)研究摘要本課題來源于太原市科技支撐新農村建設項目“設施農業(yè)溫室大棚自適應控制系統(tǒng)與示范”（項目編號：120157），是針對當前我

4、國溫室大棚環(huán)境調控水平落后、運行管理依賴經驗、網(wǎng)絡化程度低等問題提出的，這些問題嚴重制約了溫室大棚生產效率的提高。因此，本文基于物聯(lián)網(wǎng)技術，設計和開發(fā)了一種溫室大棚智能控制系統(tǒng)，實現(xiàn)溫室大棚主要環(huán)境參數(shù)的在線監(jiān)測、執(zhí)行機構的自動控制，以及溫室大棚的科學管理，達到溫室大棚自動化、智能化、網(wǎng)絡化和科學化生產的目標，對于提升我國溫室大棚生產力，提高溫室大棚現(xiàn)代化水平具有重要意義。主要研究內容如下：通過深入分析溫室大棚環(huán)境參數(shù)特點和控制要求，在物聯(lián)網(wǎng)技術框架內制定了溫室大棚的總體控制方案，分為感知層、傳輸層和應用層，整個系統(tǒng)由單套集控系統(tǒng)、多套現(xiàn)場

5、控制系統(tǒng)以及通訊網(wǎng)絡組成，集控系統(tǒng)對各現(xiàn)場控制系統(tǒng)進行集中管理和控制，現(xiàn)場控制系統(tǒng)可脫離網(wǎng)絡單獨運行，滿足不同規(guī)模水平溫室大棚的控制需求。現(xiàn)場控制系統(tǒng)作為環(huán)境感知節(jié)點和智能化控制終端，處于物聯(lián)網(wǎng)感知層，依據(jù)溫室大棚現(xiàn)場實際環(huán)境情況，設計了以PLC為核心的現(xiàn)場控制系統(tǒng)。通過傳感器檢測空氣溫濕度、光照強度、二氧化碳濃度和土壤濕度信息；綜合手動控制和自動控制方法控制執(zhí)行機構動作；采用觸摸屏實現(xiàn)溫室大棚現(xiàn)場的人機交互；借助短信報警控制器實現(xiàn)遠程監(jiān)控。系統(tǒng)通訊網(wǎng)絡處于物聯(lián)網(wǎng)傳輸層，依據(jù)傳輸層的設計要求，構建了溫室現(xiàn)場局域網(wǎng)和遠程廣域網(wǎng)相結合的數(shù)據(jù)傳輸

6、體系。現(xiàn)場局域網(wǎng)采用基于以太網(wǎng)的有線傳輸方式；遠程廣域網(wǎng)采用互聯(lián)網(wǎng)與GSM移動通信相結合的傳輸技術，實現(xiàn)感知層數(shù)據(jù)的可靠傳輸和廣泛互聯(lián)。集控系統(tǒng)處于物聯(lián)網(wǎng)應用層，主要實現(xiàn)感知層數(shù)據(jù)的各類處理過程，包括數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)預處理、智能控制和人機交互?；贚abVIEW軟件開發(fā)了溫室大棚集中監(jiān)控管理平臺，通過OPC服務器與現(xiàn)場控制器進行數(shù)據(jù)交換；以SQLServer軟件為開發(fā)平臺建立了溫室大棚數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，實現(xiàn)運行數(shù)據(jù)的科學管理；提出了一種綜合軟件補償、分布圖法和取平均值法的數(shù)據(jù)預處理方法，消除數(shù)據(jù)誤差的影響；提出了一種溫濕度變結構模糊控I太原理工大學

7、碩士研究生學位論文制方法，改善控制系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)性能，通過LabVIEW環(huán)境下的PID和模糊控制工具包實現(xiàn)了模糊控制器的設計；開發(fā)了集中監(jiān)控管理平臺數(shù)據(jù)采集、實時監(jiān)測、控制輸出、參數(shù)設置和數(shù)據(jù)管理過程的人機交互界面，提高管理效率。設計并搭建了溫室試驗平臺，在試驗平臺上進行了控制系統(tǒng)的調試與試驗。調試與試驗結果表明：系統(tǒng)的硬件設計合理，通訊網(wǎng)絡穩(wěn)定，集中監(jiān)控管理平臺各項功能正常，提出的數(shù)據(jù)預處理方法和智能控制方法效果良好，將環(huán)境參數(shù)穩(wěn)定在合理水平，滿足設施農業(yè)溫室大棚的現(xiàn)代化管理需求。關鍵詞：溫室大棚；物聯(lián)網(wǎng)；變結構模糊控制；智能控制；LabVIE

8、WIIABSTRACTStudyonIntelligentControlSystemBasedonInternetofThingsinFacilitiesAgricultural