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温室环境计算机控制系统的设计与实验研究

作 者: 曹月真
导 师: 赵江; 边存国
学 校: 河北科技大学
专 业: 计算机技术
关键词: 温室环境 单片机 CC2530F256 监控 模糊控制 神经网络
分类号: TP273
类 型: 硕士论文
年 份: 2013年
下 载: 27次
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内容摘要


温室大棚是设施农业的重要组成部分,是现代农业发展的重点之一,温室栽培的经验表明,提高温室的自动控制水平可以充分发挥温室生产的效率;我国广大的农户人工管理投入很大的精力,且不能实现利益最大化;市场上现有的大棚温湿度控制仪、监控系统等价格高,农户的承受能力有限,且对于学历水平偏低的农户来讲使用也较为复杂。针对此问题,本文设计了一种成本较低的温室环境计算机控制系统。系统采用CC2530F256单片机作为下位机控制器,通过计算机终端实现对温室环境生产过程的各个因素的参数设置及实时监测,反馈回的实时数据与设置参数的比较结果决策输出设备的动作,有效、及时的对温室环境进行调控,为作物创造最适宜的生长环境。环境参数检测模块主要由温度、湿度、二氧化碳浓度和光照度几部分组成,其中温度的检测由DS18B20采集数据通过处理电路输出相应的信号,湿度的检测采用专门的土壤湿度传感器。数据处理系统由数据存储、数据显示以及声光报警等部分组成,其中数据存储选用CC2530F256单片机内置EEPROM,计算机终端作为显示界面实时显示各环境因子的参数信息,当温室环境某一因子超出预设的上下限时,扬声器和发光二极管就会进行报警。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-8
第1章 绪论  8-16
  1.1 论文研究背景  8
  1.2 温室环境控制系统的发展及现状分析  8-13
    1.2.1 温室环境监控系统的发展现状  8-9
    1.2.2 温度检测技术  9-10
    1.2.3 湿度检测技术  10-12
    1.2.4 二氧化碳浓度检测技术  12-13
  1.3 控制系统简介  13-15
    1.3.1 系统的功能介绍  13-14
    1.3.2 控制器的外围结构  14-15
  1.4 本章小结  15-16
第2章 温室环境计算机控制系统的总体设计方案  16-20
  2.1 温室环境分析  16
  2.2 控制器的方案分析  16-17
  2.3 环境因子检测系统的方案分析  17-19
    2.3.1 温度调节系统的方案分析  17-18
    2.3.2 湿度调节系统的方案分析  18
    2.3.3 光照控制系统的方案分析  18-19
  2.4 本章小结  19-20
第3章 软硬件设计  20-34
  3.1 硬件设计原理图  20-21
  3.2 硬件原理分析  21-30
    3.2.1 主控模块  21-24
    3.2.2 温度采集模块  24-28
    3.2.3 湿度采集模块  28-30
  3.3 CH340 器件介绍  30-31
  3.4 系统上位机软件设计流程图  31
  3.5 下位机程序设计流程图  31-32
  3.6 本章小结  32-34
第4章 温室环境计算机控制方法  34-48
  4.1 温室环境控制方法介绍  34
  4.2 温室环境控制器设计  34-42
    4.2.1 温室环境控制介绍  34-36
    4.2.2 模糊神经网络原理与结构设计  36-38
    4.2.3 模糊神经网络学习算法的实现  38-40
    4.2.4 模糊神经网络控制器的训练  40-42
  4.3 神经网络参数分析  42-43
  4.4 BP 神经网络建模的设计分析  43-46
  4.5 本章小结  46-48
第5章 系统测试  48-50
  5.1 系统干扰处理  48
  5.2 数据测试  48-49
  5.3 本章小结  49-50
结论  50-51
参考文献  51-55
致谢  55-57
个人简历  57

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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 > 自动控制、自动控制系统
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