基于语音识别和PLC的温室智能灌溉控制系统设计

针对我国现阶段温室大棚灌溉人工控制费时费力、水资源浪费的现象,设计基于声音识别和PLC的温室智能灌溉控制系统。系统以PLC为下位机控制器,以PC机组态王为上位机,通过MATLAB声音识别处理工具,采用动态时间规整算法(DTW)声音识别模型,实现语音信号的预处理和特征提取,建立语音样本数据库,并借助组态王软件开发温室灌溉的上位机监控系统,通过OPC技术实现声音识别结果和上位机之间的交互。同时设计温室灌溉的PLC控制系统,在上位机上可以通过语音识别和组态王软件实现对温室灌溉系统的双控制。实际运行结果表明,系统运行稳定,智能化程度高,能够实时采集温室管理人员语音控制信号,通过语音实现对温室灌溉电机的远程控制,对进一步提高我国温室灌溉向智能化方向发展具有重要意义。     

基于作物蒸散量模型的新型滑盖温室智能灌溉系统设计

为了解决温室大棚的精准灌溉问题,设计一套基于修正后的Penman-Monteith方程计算作物灌溉量的智能灌溉系统。系统选用光照传感器、温湿度传感器,土壤水分传感器采集温室大棚环境参数,由数据采集器传送至上位机,利用灌溉模型计算出作物不同生长期的蒸散量,并将蒸散量换算成灌溉量,通过上位机发出灌溉命令,控制恒压变频控制器的运行和电磁阀的启闭。远程操作系统采用GPRS与基地控制系统连接,实现参数设置、实时数据显示和查询以及控制灌溉模式。试验结果表明,该系统能够实现精准灌溉自动控制,系统稳定可靠,操作方便,适用于温室大棚精准灌溉。     

基于单片机的吊秤式盆栽作物蒸渗仪设计

为实时、方便、准确地测定盆栽作物的蒸腾蒸发量,采用上位机和下位机集成、优化的方法,设计了一种0~100kg 适用于盆栽作物的吊秤式蒸渗仪。蒸渗仪主要包括称量传感器、下位机、上位机、连接件、支架和盆栽容器6部分。对蒸渗仪下位机的主控制器、数据采集模块、显示模块、通信模块、实时时钟和数据存储模块以及电源模块进行了硬件选型和电路设计。试验结果表明,在无人监管的工作环境下,蒸渗仪下位机能够自动采集、显示和存储数据,并通过串口将数据上传至上位机,上位机完成数据的显示、存储和分析。蒸渗仪最大绝对误差为100g,最大相对误差为0.50%,测量结果较好地反映了盆栽作物蒸腾蒸发的实际变化趋势,能够满足盆栽作物蒸腾蒸发量方便、准确和实时测量的需要。     

基于PLC与WinCC组态软件的智能温室控制系统设计

对温室环境中温度、湿度、光照、CO2浓度等环境因子进行调控是实现设施作物生产高产、优质、高效的关键。以WinCC组态软件为上位机编程软件,以PLC为控制器,设计一种基于PLC的智能温室控制系统。该系统人机界面友好,性能稳定可靠,性价比高,能很好地实现对智能温室环境因子的自动控制,满足温室作物生长环境控制要求。     

基于PLC和光电传感控制的穴盘苗自动移栽装置设计

移栽机械化设备作为育苗工厂化生产的重要设备,在提高育苗工作效率上有着重要意义。为了提高穴盘苗移栽的效率和自动化程度,设计了一种基于光电传感器和PLC编程的自动移栽装置,并在PLC控制器中嵌入了模糊控制算法,有效地提高了系统的抗干扰能力和自动化程度。该设备利用光电传感器对穴盘特征参数进行扫描,可以发现空穴盘和无穴盘的情况,并能够对穴盘苗进行定位。设计开发了试验样机,并开发了上位机和下位机控制平台,利用PLC控制器和模糊控制软件框架,实现了移栽设备的自动化移栽。试验表明:采用模糊PLC控制器,穴盘苗准确识别率和移栽成功率平均值为9 8.9%和9 9.5%,作业精度较高,可以满足现代化温室种植的需要。     

PLC在温室控制系统中的应用

简要介绍了PLC温室控制系统的工艺流程、系统配置和软件设计,并对由PLC和上位机组成的控制系统的主要功能进行了说明.上位机通过组态软件设计承担监控和管理任务,下位机通过PLC实现数据实时采集和自动控制功能.     

基于GPRS的农田灌溉系统

农业灌溉用水所占比例较高,且浪费现象十分严重。本系统为基于无线数据传输的、应用于田间数据采集与传输的系统,能够实时感知、监测农作物、土壤及气象等信息。系统的下位机应用控制器自身A/D转换器采集农田土壤湿度的数据信息,利用基于TCP/IP协议的GPRS通信技术实现多节点数据通信,将各节点的土壤信息传递给上位机,用户可通过上位机观测到农作物的信息,并控制其出水电磁阀的开关,实现对农作物灌溉适时、适量的控制,达到节水灌溉的目的。     

基于PLC的灌溉控制系统设计

研究了以欧姆龙PLC为控制核心的温（网）室灌溉系统。采用VB6．0程序设计语言，在Windows环境下实现了上位计算机与PLC的串行通信，以实现上位机对下位机的监控和数据交换，该控制器能实现灌溉的定时和适时控制。实践证明，该控制器能满足温（网）室育苗的要求。     

基于PLC和总线网络的智能灌溉监控系统设计

本文基于PLC和总线网络技术设计了一种智能灌溉监控系统,该系统选用西门子S7-300系列PLC为主控单元,通过采用Modbus、Profibus和Profinet多协议、多级网络的数据集成方式与底层设备及上位机进行数据传输,从而既能够便捷的收集栽培现场中温度、湿度、pH、养分等环境条件的各项实时数据,来精准控制灌溉水量和次数。还能够通过上位机WinCC组态对生产进行远程监控。该系统运行稳定可靠、兼容性强,在一定程度上可以为农田灌溉系统智能化改造提供参考。     

育秧播种机机械手监控系统设计与研究

运用可编程控制器PLC并利用组态王6.5作为开发平台,设计一套应用于气吸振动式精少量播种装置的机械手监控系统。该系统用PLC控制一个二自由度机械手实现循环吸、排种,运用组态王实现对机械手运行过程的监视,上位机通过串行口与PLC通信,实现上位机中实时设定机械手的运行速度,提高育秧播种机的工作效率,能使育秧播种机的播种效率达到550盘/h。整个系统实际运行效果稳定,能够满足育秧播种机监控系统的应用需要。     

基于机器人的盆栽作物生长环境智能监控系统设计

针对作物育/选种过程中,采用人工操作方式对作物样本植株个体的生理指标和生长环境参数进行高频次采集,存在数据采集精度低、生产效率低、劳动强度大等问题,设计一种以AGV为采集终端的盆栽作物生长环境智能监控系统。系统以FPGA控制器为硬件核心,结合传感器、采集装置、导航、定位和Wi-Fi传输模块将采集的环境参数和图像信息传至上位机,上位机根据预先设定指令控制AGV执行终端依次对选取样本植株个体的图像和生长环境信息进行自动采集,并结合设定参数实现执行机构的远程控制功能,提高了育/选种过程中的智能化管理水平。试验结果表明,该系统采集盆栽作物的生长环境参数精度高、图像信息完整清晰、采集样本位置精度误差为25 mm、停车定位精度误差为±10 mm,无走偏和脱轨现象。该研究有利于技术人员快速、准确获取作物的生长环境和生长态势信息,为培育出更优质的农作物品种提供科学依据。     

温室袋培番茄的水肥精准调控系统设计与试验

针对温室袋培番茄人工灌溉施肥劳动强度大、水肥资源浪费及智能化程度不高等问题,设计了一套基于光合辐射和袋培番茄所需水肥规律的智能灌溉施肥控制系统。采用C#语言对上位机进行开发,用SQL Server软件建立了数据库,用GX Works2软件对PLC程序进行编写,通过上位机调取数据库中传感器实时传输的数据和番茄需水规律计算出灌溉施肥量和灌溉施肥时间,并通过PLC Monitor Unity软件改变PLC程序中出水泵的工作时间,保证PLC每天对番茄进行合理灌溉施肥。对构建的智能灌溉施肥系统进行了不同时间内的出水量均匀性以及EC值、pH值响应时间试验,结果表明:在4.5min时最低均匀系数为98.61%,在9min时最低均匀系数为99.02%,在12min时最低均匀系数为99.16%,EC值在系统运行25s时稳定,稳定后保持在(1.290±0.03) m S/cm以内,pH值在系统运行20s时稳定,稳定后保持在6.00±0.07以内。针对温室袋培番茄灌溉施肥,系统可根据光合辐射变化制定不同的灌溉施肥量,不仅减轻了人工劳动强度,还具有响应速度快、灌溉施肥精确及所用水肥量符合番茄生长需求的特点。     

基于安卓系统和MCU智能灌溉系统设计

为解决农业灌溉中智能化监测与远程控制问题,提高农业灌溉效率与智能灌溉的可靠性,设计了基于安卓系统与MCU的智能灌溉系统。系统主要包括上位机Android手机APP、下位机单片机,以及云服务平台3部分:上位机采用HTML5+CSS+JavaScript在API Cloud Studio环境下实现的移动应用程序;下位机采用STM32F411处理器作为智能灌溉系统的核心CPU;借助物联网云平台实现上位机与下位机的通讯,并通过PWM控制薄膜泵灌溉速度。用户通过手机即可实时监测环境信息和作物生长状态、设置灌溉模式、控制灌溉开启及灌溉速度。试验表明:系统各方面运行正常可靠,在农业远程智能监测和灌溉方面有一定的实用价值。     

温室智能水肥一体化微喷灌装置设计

为了提高现代化温室的自动化控制功能,提高温室作物的产量,设计了一种新型基于PID反馈调节的微喷灌溉装置。该装置采用单片机反馈调节功能,可根据实测环境的温度和湿度进行水肥一体化灌溉,保证了作物的水分和肥料的供给,有效地提高了作物的产量。采用AT89C52单片机作为水肥一体化灌溉的控制器,使用模糊PID控制算法对微灌管的流量进行调节,具有多路控制功能,在无人值守的情况下,可以实现温度和湿度的实时监测,性价比较高,灵活性较好。对水肥一体化微喷灌装置进行了测试,结果表明:系统运行较为平稳,没有发生较大的振荡,控制效果较好。对不同滴灌量下的作物产量进行了测试,得到了最大产量下合适的灌溉量。     

基于STM32集智能温室和杀虫为一体的控制系统的设计

本文研究了一种以STM32为主控制器,集温室环境调节和杀虫为一体的多功能智能温室控制系统。该系统通过温湿度、光照、CO2传感器实时监测温室中的环境参数,实测值与设定范围进行比较,再发出相应的指令驱动杀虫灯(LED电源阵列、高压电网)、风机、加热装置、加湿/除湿装置、CO2产生器等设备。同时本系统针对分布式温室设计,采用CAN to USB模块实现了单体温室与上位机的连栋管理。     

日光温室群监控系统设计

为了解决传统温室群管理困难、调控复杂等问题,设计开发日光温室群监控系统。采用可编程控制器(PLC)作为系统主控制器,控制各温室内的控制节点,实现温室环境调控的自动化运行;应用无线通讯技术实现温室各模块之间的数据通讯;设计MCGS组态监控界面,实现温室群各执行设备的现场实时调控;设计PID通风控制器,利用粒子群算法优化控制参数,精确调控温室内湿度;应用巨控智能远传模块(GRM500)开发远程上位机数据管理系统,设计远程图形控制界面,实现温室的集群调控。测试结果表明,系统能够完成设计目标,自动化和智能化程度较高,便于用户管理温室群。     

丘陵地区蓝莓园智能灌溉决策系统设计

针对丘陵地区蓝莓园灌溉过程中水资源浪费严重、劳动力严重短缺的问题,基于物联网技术,研究并设计了一套智能灌溉决策系统。系统包括信息采集模块、无线通信模块、智能决策模块和灌溉执行模块。信息采集模块通过布设的土壤水分传感器和小型气象站实时采集蓝莓园土壤墒情信息和环境信息（风速、降雨量、温度、湿度）;无线传输模块将信息采集模块采集到的数据实时发送到服务器端进行分析处理,并将智能决策模块的计算结果传送给灌溉执行模块;智能决策模块中,基于前期采集的历史数据使用彭曼公式和土壤水平衡公式建立灌溉决策模型,实现蒸腾量和灌溉量的计算以及实时监控与报警,该模型可根据实时获取的数据,确定是否需要灌溉及最优的灌溉量;灌溉执行模块根据接收到的灌溉信息及实际的灌溉速度计算灌溉时间,进行远程灌溉;以Visual Studio软件为平台,设计了系统上位机的监控界面,可实现土壤和环境参数的实时检测和存储、作物需水状况的分析管理以及实时预警和灌溉决策。试验结果表明,该智能灌溉决策系统可在无人干预的情况下,根据传感器采集的信息自行判断作物需水情况,当系统认为作物需要灌溉时自行驱动灌溉装置完成灌溉,从而实现蓝莓园的远程精确灌溉,节省了人力物力,有效提高了灌溉水的利用率。     

北方温室微环境在线监控系统设计与分析

通过对温室环境和调控策略的分析,提出一个总体方案,设计了一套符合北方温室环境的智能控制系统。该系统采用分布主从式设计结构,下位机以STM32F103VCT6单片机为核心,搭载丰富的外围模块;上位机主要实现用户指令下发和信息汇总,完成对温室环境的实时遥测、遥调和遥控。通过对温室环境的监控保证温室内作物的生长条件,实现了温室大棚的科学、高效、智能化的管理。      

电子油门自动标定检测装置的设计

设计一种可对车用电子油门进行自动标定与检测的装置。该装置主要由上位机软件、控制器以及步进电机组成。上位机软件通过RS232总线与控制器进行标定指令与检测数据交互。控制器实时接收上位机的标定指令并进一步控制步进电机,实现对电子油门的数据标定工作。标定完成后,控制器对电子油门的线性度与同步度进行实时检测并将检测数据上传给上位机进行显示。     

基于机智云平台的温室番茄远程监控系统

设计了基于机智云平台的温室番茄远程监控系统，上位机由手机APP终端和机智云平台组成，下位机部分采用STM32F103单片机作为控制器将传感器获取的环境参数上传至上位机，ESP8266 Wi-Fi模块实现了上位机与下位机之间的数据交互。用户可使用上位机对温室番茄环境生长参数进行远程监测和实时调控，经测试该设计数据获取准确、系统运行稳定，实现了预期的功能。