宋向荣[1]2002年在《智能温室计算机集散系统的研究与开发》文中研究说明本文首先提出了智能温室环境计算机集散系统的总体设计方案，该系统是由PC机和多台8031单片机组成的总线型主从式计算机系统。PC机主要完成参数设定、数据处理以及数据的存贮、分析、显示、打印等；运用嵌入式自开发的思想开发下位单片机应用系统，除了自开发所具有的功能以外，还要完成温室的数据采集、传送、处理等实时控制任务。 本文通过对智能温室计算机集散系统中的单片机应用系统的研究，提出了单片机嵌入式自开发的思想，对单片机应用系统中的微处理器系统进行了硬件设计及部分软件的设计。其中特别对总线进行了设计，参考了STD总线的优点和PC／104总线的结构，设计出了USER-BUS用户总线。该总线采用叁总线结构，即地址总线(AB)、数据总线(DB)和控制总线(CB)，具有良好的兼容性，从而使应用系统具有灵活性和通用性等特点，方便用户对应用系统进行扩展。 本文以8031单片机最小系统为基础，对单片机系统进行扩展。由于8031单片机的CPU无片内RAM，其程序存储器和数据存储器又是分开编址的，因此，为了达到自开发的目的、实现单片机应用系统的自开发功能，需要对程序存储器和数据存储器进行统一编址，使程序存储器可读写，以便在程序调试、修改、下装过程中修改程序存储器。 整个单片机应用系统的设计，包括微处理器部分的设计、应用部分的设计及电源部分的设计等。其中，微处理器的设计是关键。在微处理器部分的设计中，主要包括以下内容：单片机及存储器电路设计、译码器电路设计、参数区电路设计、中断控制电路设计、看门狗电路设计、串行通信接口电路设计等。 文中对上位PC机与下位单片机之间的串行通信接口进行设计，上位PC机通信软件运用Visual C++6.0编写，下位机通信软件运用汇编语言进行编写，从而实现了上、下位机之间的数据串行通信。
杨素梅[2]2003年在《农业温室分布式测控系统的研究》文中提出温室是设施农业的重要组成部分，国内外温室种植业的实践经验表明，提高温室的自动控制和管理水平可充分发挥温室农业的高效性，本文主要对当今农业温室的研究热点-智能温室系统进行研究，设计了一套能实时控制温室内温度、湿度、光照以及CO2浓度等多参数的测控系统。通过该系统的自动调节作用，使温室中环境参数处于事先确定的最佳值，为农作物提供良好的生长环境。 本文的主要设计思想是构建温室计算机分布式自动控制系统，由一台PC机与多个微电脑控制装置组成主从式分布结构，采用总线式RS-485通信网络和CRC校验的通信算法进行数据传输，通过读取实时和历史存储的环境参数值和报警信息来监测温室的运行情况。 本文内容介绍了以PC机为上位计算机，MCS-51单片机为核心的智能仪表为下位机的智能温室分布式测控系统的工作原理及主要功能。详细阐述了该系统的软、硬件实现方法。系统主要由环境参数实时控制模块、智能决策模块、数据处理模块、数据库管理模块和系统参数设定模块等几部分组成。其中，实时控制和智能决策功能主要由现场智能仪表来实现，数据处理和数据库管理由上位PC机完成，系统参数既可在上位机上也可以在下位智能仪表面板上设定。 本文最后对系统易于操作、便于扩充、界面友好等特点进行了总结，同时指出了系统需要进一步改进完善的地方。
龙庆华[3]2002年在《智能温室计算机自动监控系统》文中指出介绍了自行设计的温室环境参数计算机调控系统的组成结构 ,实现方案 ,系统的特点以及运行结果 .
代国勇[4]2017年在《基于STM32单片机温室大棚环境的智能控制系统设计及实现》文中进行了进一步梳理温室大棚对北方反季节蔬菜的种植具有重要意义。调研发现石家庄北部藁城地区农业温室大棚使用集中,但是大棚环境调控方式落后、管理落后、生产效率比较低。针对此问题本文提出了一种基于STM32单片机智能温室大棚控制系统方案,实现环境参数的自动检测、自动控制,以达到智能化、自动化、科学化的目的。本文对植物的生长环境做了详细分析,在这个基础上对处理器、传感器、通信模块进行选型。从工程的实际运用环境出发,选用高度集成类型的传感器,直接输出标准模拟信号,并对传感器的布点方式进行了研究分析。制定出系统整体的硬件设计方案,对相应部分进行了电路设计。在对环境参数处理的问题上,不同类型的数据采用不同的处理方案,合理安排调控时序,为软件编程提供了思路。针对温室系统为非线性、大滞后这一过程,将模糊控制应用在本系统方案里做出了探讨。上位机界面简洁,友好,可实现集散控制的要求。在模拟环境下对本系统进行了联调和测试,测试验证了系统硬件设计的合理性,以及通信传输网络的可靠性。提出的温室环境参数处理方法达到了良好的效果,前期工程基本满足了智能温室大棚的设计要求。
陈建恩[5]2004年在《温室数据采集系统远程通信接口设计研究》文中研究说明随着现代温室朝着集约化、规模化方向的发展和温室管理智能化要求的提高，温室测控系统实现远程通信，进而实现温室内生产与管理的一体化，是现代智能温室发展的必然趋势；现代传感器技术、通信技术、自动化技术和计算机技术的发展，又为这一发展趋势推波助澜，本文就这一研究热点，集中对温室数据采集系统远程通信接口进行了设计探讨。 第1章，详细论述了集散控制系统(DCS，Distributed Control System)、现场总线控制系统(FCS，Field control System)在温室测控领域的应用情况，分析了各自的利弊。同时借鉴以太网在工业领域中的研究进展，探讨了基于以太网温室测控系统的应用前景，进而提出了本论文的研究任务。 第2章，对温室数据采集系统远程通信接口的多种设计方案进行了比较，详细论述8位微控制器驱动以太网控制芯片作为温室数据采集系统远程通信接口的硬件设计方案，以达到与上层信息网络实现互联的目的。 第3章，详细论述了以太网控制芯片驱动程序的设计，同时将TCP／IP网络协议作为一种嵌入式应用，并根据单片机系统的实际资源限制，对该协议进行了裁剪。分析了该系统存在问题，提出了一种协议改装的解决方案。 第4章，采用Java网络编程语言，实现基于Web的远程监测平台，取代了传统集散控制系统中的上位机软件，同时为真正消除底层控制网络孤立于上层信息网络不利现象，实现两者的无缝集成作了初步设计。 第5章，为方便在远程通信程接口开发过程中的调试、检测，本文采用虚拟仪器技术，以Labview为软件开发平台，设计了一个温室数据采集系统仿真，大大加快了系统调试、开发任务。 第6章，对全文进行系统的总结，并对该接口的研究应用进行展望。
余朝刚[6]2005年在《温室气候环境微机测控系统与控制方法的研究》文中进行了进一步梳理现代化温室是实现作物优质高效生产的重要设施。计算机控制是现代化温室的关键技术之一。尽管国内国外已经在温室计算机控制这一领域作了大量的研究,然而温室环境控制是一项十分复杂的工程,有人称之为“无止境的挑战”,依然有十分丰富的内容有待探索。本课题根据浙江省重大农业科技攻关项目“设施园艺实用智能温室研究与开发(No.021102542)”的研究目标,依据浙江省的气候特征和生产实际设计了温室计算机控制系统,并且对温室气候环境的控制策略、气候环境信息采集方法等进行了研究。主要研究内容和研究结果包括: (1) 温室神经网络模型和PID控制研究。因为温室容易受到室外气候的影响,建立精确数学模型存在困难。RBF神经网络结构简单,而且在逼近能力及训练速度方面都有良好的性能,因而利用从浙江大学植物实验中心的智能温室里采集的数据,建立了径向基(RBF)神经网络温室室内温度预测模型。试验结果表明,该模型的预测结果良好,均方差为0.0073。为了节省能源,精确控制温室室内温度,研究了热水加温温室的带前馈的比例积分控制方法。该方法以实测温室室内温度和设定的目标温度之间的差值为基础,结合室外温度、光照、风速等计算热水管道温度。还将遗传算法与温室神经网络模型结合起来优化带前馈的比例积分控制方法中的有关参数。结果表明:以径向基函数人工神经网络为基础来整定带前馈PI控制中使用的参数,能够提高工作效率。以目标温度和室内温度的均方根最小为评价函数,使用基本遗传算法和神经网络模型,能实现PI控制参数的自适应调整。 (2) 温室模糊控制方法的研究。为了克服PID控制的缺陷,提出使用模糊算法控制温室加热管道温度及通风窗打开的角度,将室内温度控制在开窗温度和加热温度之间。通过仿真研究,结果表明利用模糊算法控制温室温度,具有控制精度高、超调小和鲁棒性好等特点。 (3) 根据植物的积温特性,研究了积温控制思想,并提出了具体控制方法。在温室能量平衡方程的基础上研究了温室耗能的计算方法,并用于评价积温控制。基本思想是:在白天有利环境下提高室内温度,增加植物的积温;由于白天积温高,夜间加热温度则可以设置得低一些,这样夜间能量消耗减少。如果连续外界条件不利,则可以将积温控制在低水平,等到室外气候变好时,再提高室内温度,用这种后发补偿机制节约能源。 (4) 温室电气系统设计。根据浙江省重大农业科技攻关项目“设施园艺实用智能温室研究与开发(No.021102542)”的研究要求,设计了示范温室的电气系统。该电气系统使调控设施完备的示范温室实现完全自动化控制。电气设备由计算机控制、计算机控制系统由下位机、上位机、室外气象站、室内温湿度传感器、二氧化碳传感器构
杜尚丰, 李迎霞, 马承伟, 陈青云, 杨卫中[7]2004年在《中国温室环境控制硬件系统研究进展》文中研究说明该文综述了国内温室控制系统模式的研究现状,介绍了几种典型的温室控制系统模式,指出了制约温室控制系统研究的主要问题:成本高,没有达到智能化的要求。该文提出了建立具有分布式结构的基于CAN总线的温室控制系统模式,可以降低成本,为解决温室控制系统智能化问题提供了有效的途径。提出未来温室控制系统的发展趋势——高层管理与控制网络化;现场检测与控制单元的现场总线化;温室调控系统的行业标准化。
王志[8]2004年在《农业温室分布式测控系统的研究》文中研究指明温室是设施农业的重要组成部分，国内外温室种植业的实践经验表明，提高温室的自动控制和管理水平可充分发挥温室农业的高效性，本文主要对当今农业温室的研究热点-智能温室系统进行研究，设计了一套能实时控制温室内温度、湿度、光照以及CO2浓度等多参数的测控系统。通过该系统的自动调节作用，使温室中环境参数处于事先确定的最佳值，为农作物提供良好的生长环境。 本文的主要设计思想是构建温室计算机分布式自动控制系统，由一台PC机与多个微电脑控制装置组成主从式分布结构，采用总线式CAN通信网络和CRC校验的通信算法进行数据传输，通过读取实时和历史存储的环境参数值和报警信息来监测温室的运行情况。 本文内容介绍了以PC机为上位计算机，MCS-51单片机为核心的智能仪表为下位机的智能温室分布式测控系统的工作原理及主要功能。详细阐述了该系统的软、硬件实现方法。系统主要由环境参数实时控制模块、智能决策模块、数据处理模块、数据库管理模块和系统参数设定模块等几部分组成。其中，实时控制和智能决策功能主要由现场智能仪表来实现，数据处理和数据库管理由上位PC机完成，系统参数既可在上位机上也可以在下位智能仪表面板上设定。 本文最后对系统易于操作、便于扩充、界面友好等特点进行了总结，同时指出了系统需要进一步改进完善的地方。
张永春[9]2012年在《集散式远程温室监控系统》文中提出将CAN总线通信技术与GPRS通信技术应用于远程温室监控系统,系统由温室现场测控单元和远程计算机专家分析系统构成。前者采用了基于CAN的集散式结构,用于完成温室环境参数的数据采集、执行机构的控制等功能。远程计算机专家分析系统接收来自温室现场单元的采样数据,对数据分析运算后作出决策,将决策信息通过GPRS发送到现场单元,实现温室环境参数的远程实时监测和优化控制。
董淏鸣[10]2016年在《基于ZigBee网络的水稻育秧环境智能监控系统研究》文中研究表明传统的有线监控系统存在布线复杂、电缆易腐蚀等不能长期使用的一些制约因素,而无线传感网络克服了这些弊端。目前,主要应用于近距离无线通信方面的ZigBee技术,具有很多优点,比如:距离短、复杂度低、速率低、功耗低以及成本低等。尽管ZigBee技术具有如此多的优点,在农业温室大棚场景当中的应用却不太多,针对这种情况,本文设计了一套基于ZigBee技术的水稻育秧大棚智能监控系统。论文从硬件设计阶段入手,根据农业大棚监控系统的应用需求,给出了系统总体设计,并且按照设计需求,给出了基于CC2430芯片的数据采集节点和数据汇聚节点硬件示意图和电路图。针对有线传输布线复杂、不利于长期使用的情况,采用了ZigBee技术,提升了系统可靠性。系统经过实际运行采集环境参数试验,通过育秧棚外部空气温湿度与内部空气温湿度、土壤温度的对比分析得出,在4月~5月份水稻育秧期内,棚内温湿度环境变化受到外界气象条件变化的影响,当外部天气晴朗时,室内外温度变化较大,白天棚内有时最高空气温度可达到40℃以上、土壤温度最高达到25℃以上。由于秧苗在生长期最适宜的空气温度是20℃~25℃、最适宜土壤温度是10℃~20℃,当传感器监测到数据高于上限值时,传感器将采集到的环境温度数据通过ZigBee节点传输到下位机单片机中,下位机再通过无线模块将信号传输到上位机电脑,系统能够根据预先设定好的程序将控制信号通过无线模块传输到下位机执行机构,控制卷帘电机或微喷装置,对大棚进行通风或喷水,降低温度,当传感器监测到温度下降到最高值以下时,系统将关闭卷帘电机或微喷装置,通过系统对环境参数的智能控制,保证了秧苗的正常生长。通过系统应用表明,系统对育秧大棚内的环境参数时实监控效果良好,截止论文提交时,该装置运行一切正常,能够准确的采集棚内环境参数,用户能够灵活控制各执行机构,系统信号传输稳定,并且能够满足现代化大农业智能化育秧的要求。
参考文献：
[1]. 智能温室计算机集散系统的研究与开发[D]. 宋向荣. 西北农林科技大学. 2002
[2]. 农业温室分布式测控系统的研究[D]. 杨素梅. 河北工业大学. 2003
[3]. 智能温室计算机自动监控系统[J]. 龙庆华. 华南师范大学学报(自然科学版). 2002
[4]. 基于STM32单片机温室大棚环境的智能控制系统设计及实现[D]. 代国勇. 石家庄铁道大学. 2017
[5]. 温室数据采集系统远程通信接口设计研究[D]. 陈建恩. 浙江大学. 2004
[6]. 温室气候环境微机测控系统与控制方法的研究[D]. 余朝刚. 浙江大学. 2005
[7]. 中国温室环境控制硬件系统研究进展[J]. 杜尚丰, 李迎霞, 马承伟, 陈青云, 杨卫中. 农业工程学报. 2004
[8]. 农业温室分布式测控系统的研究[D]. 王志. 河北工业大学. 2004
[9]. 集散式远程温室监控系统[J]. 张永春. 常州工学院学报. 2012
[10]. 基于ZigBee网络的水稻育秧环境智能监控系统研究[D]. 董淏鸣. 黑龙江八一农垦大学. 2016
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