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拱式蔬菜大棚自动控制系统的设计

作　者: 王文新
导　师: 殷波
学　校: 中国海洋大学
专　业: 计算机技术
关键词: 拱棚单片机 RS-485总线上位机
分类号: TP273
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 7次
引　用: 0次
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内容摘要

随着经济的发展,现代化农业的研究越来越受到重视。在蔬菜种植方面,保温拱棚已经成为现代化农业的重要组成部分。蔬菜拱棚智能控制系统是近年来在中国蔬菜之乡寿光逐步发展起来的一种高效的资源节约型新技术,它在普通温室大棚的基础上,结合计算机自动控制技术,实现了拱棚的高度智能化。它的原理是对影响作物生长的环境参数进行检测采集并进行相关信息的显示,方便工作人员及时了解蔬菜生长相关信息,并通过中央计算机对采集信息进行处理,控制相应的开关设备,实现智能拱棚的自动控制。这种技术还可根据蔬菜作物生长的最佳条件对开关设备进行预设定,促进了作物的高产,同时节约了劳动力。智能拱棚的采光覆盖物是整个拱棚的最基本材料,它保证了作物在非露天环境中的正常种植,同时达到调节生长周期、防止病虫害和提高蔬菜产量和质量的目的,在文章中对覆盖物进行了详细的分类和选择。智能拱棚的设计思想是利用单片机作为控制核心,利用自动化技术实现对拱棚内空气温度、空气湿度、土壤的温湿度、光照强度、卷帘时间、二氧化碳及氧气浓度等参数的采集,并将一些重要的数据信息通过无线传输网络在拱棚内显示,方便工作人员及时调整预设参数,同时还通过RS-485总线将采集的数据信息传给上位机并对数据进行处理,将其直观的展现给工作人员,并附有报警系统,实现远距离的测控,构成智能拱棚的综合监控网络,比较准确的实现了棚内温湿度、通风时间、光照时间及定时卷帘时间等的自动控制。智能拱棚改善了传统的蔬菜种植者依靠种植经验对蔬菜生长进行模糊管理的缺陷,提高了测控精度和控制相应开关设备的及时性,降低了工人的劳动强度,实现了根据外界条件精确的种植蔬菜。智能拱棚控制系统实现了环境数据及作物相关信息的精确采集,并根据采集信息控制相应设备,达到对作物生长条件的精准控制,提高了劳动力效率、蔬菜质量和产量。在论文的末尾,提出了能源方面向着光伏供电、地源热泵方向发展,并结合当前拱棚发展情况,给出了蔬菜拱棚自动化控制的发展趋势。同时对本次智能拱棚自动化控制系统的研究工作进行了总结和展望,提出了完全智能化的拱棚控制系统的设计理念。

全文目录

摘要  5-7
ABSTRACT  7-10
1 前言  10-16
  1.1 拱棚介绍及课题来源  10-11
  1.2 国内外现状  11-12
  1.3 发展趋势  12-13
  1.4 整体组成及框图  13-14
    1.4.1 组成及原理  13-14
    1.4.2 整体框图  14
  1.5 论文的整体结构介绍  14-16
2 覆盖系统及调节设备  16-22
  2.1 覆盖物的选择  16-18
  2.2 机械传动装置  18-20
    2.2.1 减速器的介绍  18-19
    2.2.2 传动装置的控制  19-20
  2.3 控制设备介绍  20-22
3 控制系统设计  22-46
  3.1 环境中温湿度的检测  22-37
    3.1.1 影响蔬菜生长的环境因素  22-23
    3.1.2 单片机系统  23-26
    3.1.3 温湿度显示系统  26-29
    3.1.4 硬件组成  29-36
    3.1.5 软件部分  36-37
  3.2 二氧化碳及光照的测量  37-38
  3.3 土壤参数的检测  38-46
    3.3.1 土壤参数介绍  39-40
    3.3.2 土壤酸碱度测试仪介绍  40
    3.3.3 土壤温湿度的测试  40-46
4 系统通信程序设计  46-52
  4.1 上下位机概念  46
  4.2 通信方式  46-48
  4.3 主从机通信连接  48-52
5 总结及展望  52-54
参考文献  54-58
致谢  58-60
个人简历  60
发表的学术论文  60

拱式蔬菜大棚自动控制系统的设计

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