采用广义预测控制与物联网的智能温室灌溉

针对当前商业温室自动灌溉系统控制成本、用水量较高的问题,提出一种基于广义预测控制与物联网的智能温室灌溉系统。首先,采用农作物的蒸腾作用模型触发事件的产生;其次,将基质湿度值与事件产生模块的输出作为广义预测模型的输入;最终,将零阶保持器模块的输出作为驱动系统的输入,控制温室灌溉系统的开启与关闭。基于事件的控制器包含2个部分:事件检测器与控制器,事件检测器决定是否将新发生的事件通知控制器,控制器由1组广义预测控制器组成,当检测到1个新的事件时,根据时间点选择其中1个广义预测控制器。在南通地区的连栋温室试验结果表明,本控制系统在实现有效温室灌溉效果的前提下,降低了20%的用水量,并减少了灌溉系统的开启时间,降低了控制的成本。     

枸杞育苗温室自动喷雾降温控制器设计与应用

合适的温湿度是决定枸杞育苗成败的关键因素之一目前宁夏大多数的枸杞育苗温室主要采取人工喷雾的方式控制温室的温湿度,不但控制精准度不高而且人工成本较高。本文针对枸杞育苗温室人工喷雾降温存在的问题,研究设计了枸杞育苗温室自动喷雾降温控制器,该控制器由STC12C5A60S2单片机、AM2301温湿度传感器、XY12864G LCD显示屏、操作按钮及继电器输出控制等部分组成,可实现对枸杞育苗温室温湿度数据的实时采集与显示,超过设定最高温度自动开启喷雾系统进行喷雾降温功能。经过初步试验,该控制器既可以达到精确控制枸杞育苗温室温湿度的功能,又可大大降低人工成本。     

温室二氧化碳气肥环境调控系统设计

为改善棚室蔬菜生产中二氧化碳匮乏问题,设计温室二氧化碳气肥环境调控系统。设计气肥发生器,利用碳酸氢铵加热产生二氧化碳的原理,制备二氧化碳气肥;采用负压反应腔和二级过滤净化系统提高系统的安全性;采用可编程逻辑控制器(programmable logic controller,简称PLC)作为主控制器,实现气肥发生器工作循环的自动控制;PLC通过无线数传电台与传感器采集装置通信,在PLC中集成模糊控制算法,实现温室内二氧化碳的智能调控;采用监视与控制通用系统(monitor and control generated system,简称MCGS)触摸屏作为人机交互装置,MCGS触摸屏通过RS232总线与PLC通信交换数据,实现系统状态与测试数据的实时显示、存储及历史信息统计。结果表明,系统运行稳定可靠,操作界面简洁方便,更好地实现了对温室二氧化碳气体环境的实时监控。     

基于机器人的温室大棚环境智能监控系统

针对温室大棚有线监控系统存在布线困难、劳动力成本高和无线监测点移动性差等问题,设计一种以机器人为移动监测点,以Kingview 6.55软件为上位机开发平台的温室大棚环境智能监控系统。该系统采用现场可编程门阵列((field-programmable gate array,简称FPGA)控制板作为采集控制终端,结合多路传感器实现对机器人的行走控制和各环境参数的实时采集、处理、显示、存储及监测报警等功能,并通过APC220无线模块将处理后的数据传给上位机,上位机根据用户设定参数范围值,通过APC220无线模块发送相关设备的启/停控制命令,实现环境参数的远程控制。同时,管理人员也可以借助通用分组无线服务(general packet radio service,简称GPRS)模块和手机终端,实现查询环境参数和控制设备等功能。结果表明,该系统具有运行稳定、采集精度高、易于控制、成本低廉等优点,能满足温室大棚监控的智能化需求。     

基于PLC的温室智能控制系统研究开发

近年来,我国农业技术水平在规模化、集约化、科学化、设施面积和设施水平等方面有很大的提高。但在温室各种设备的控制上,仍然是以人工控制为主,智能控制只起到辅助作用或者根本没有被采用,其原因是温室的智能控制很难建立精确的数学模型,导致控制方法复杂,这使得采用以往以点动为主的各种控制方式很难得到预期的效果。该研究选择可编程控制器(PLC)控制作为控制核心,建立了一个基于PLC的并具有人机交互界面温室智能控制系统。     

基于Android平台的温室监控系统设计

针对温室远程监控的需要,提出一种以Android平台智能设备为终端的温室监控系统设计方案。系统由基于控制器局域网络(controller area network,CAN)总线的嵌入式子系统、温室本地服务器和Android客户端等3部分组成。基于CAN总线的嵌入式系统用于环境数据的采集和设备控制;温室本地服务器采用Java开发的监控主程序来处理、传输温室采集的数据,实现温室的本地监控;Android客户端采用基于Java开发的监控终端程序实现对温室的远程移动监控。结果表明,基于Android平台的温室监控系统能可靠地实现对温室内环境的监控。温室作业人员能够通过本系统实现对温室高效、优质调控。     

设施农业文摘

I论文题名]基于RO匕bit 2000温室智能采集控制器的研究开发 [论文作者】李秀梅 【授予学位】硕士 [授予单位]大连理工大学 I授予时l’ed]200礴0301 I关键词l温室控制模糊神经网络RO匕匕眨000改进遗传算法智 能变异远程通讯 [文摘l该课题研发的基于RO匕bjt20OO温室智能采集控制器是 将智能控制理论、电子技术和通讯技术集于一体，以实现温室智能 控制系统为目的，对模糊神经网络控制器以及模型训练算法进行了 探索和研究，并借此课题进一步掌握了智能控制系统在实践中的应 用。该文重点阐述了RO匕bitZ000温室采集控制器的硬件设计原理…     

基于PIC16F877A的温室模糊温湿控制器研究

根据温室环境特点,采用模糊控制算法实现温室温度和湿度的控制,并利用PIC单片的性能特点,设计模糊控制器进行了实验和仿真,结果表明,温室模糊控制器具有超调量小、稳定性强、适应性好等特点,达到了较理想的控制效果。     

小型温室环境监控系统的研究

日光温室可以为作物提供最佳的生长环境,使作物生长不受时间和地域的限制。设计了一种小型温室环境调控系统,实现可调可控适宜作物生长的温室环境。该系统由环境控制器、作物生长影像仪和上位机软件组成。控制器采用PLC实现,通过控制器采集空气温度,空气湿度,土壤温度和土壤水分等环境信息,控制加热器、加湿器、卷帘、湿帘、水泵、风机、微喷、通风和补光灯等执行设备,达到现场调控温室环境的目的;作物生长影像仪通过定点摄像头扑捉作物生长图像,观察作物生长态势;上位机软件主要用于实现远程控制、历史数据查询与数据导出等功能。该系统经过试验验证,可以实现温室环境的温湿度调控。     

一种温室节点式渗灌控制系统的改进试验

为了提高已研制的温室节点式渗灌自动控制系统的可靠性和快速性,进一步节约水资源、降低作业成本,对系统程序进行了改进,将原来仅控制1个土壤最佳含水率值和具有线性特征的恒值控制系统改进为控制土壤含水率值在上,下限范围内,修改了模糊控制器的相关参数,使系统具有非线性控制特征.田间试验结果表明:改进后系统的灌溉特性更适应作物需水规律,相对于手动灌溉,可节水1007m~3·hm~(-2)、节省作业成本1316元·hm~(-2).系统电磁阀的启动频率明显降低,可靠性和快速性显著提高.在控制参数范围内,系统仍表现为一阶惯性特征,稳定性好,控制精度满足温室作物灌溉技术要求.     

西三线压缩机组负荷分配控制方案

西三线在西段工艺站场与西二线合建后,针对站场压缩机组既要联合运行又要独立运行的问题,提出了西三线负荷分配控制方案。该方案基于出口压力负荷分配控制原理,采用闭环控制方式,通过可编程逻辑PLC作为控制器,将负荷控制和负荷分配功能两层控制算法叠加,调节各台并联压缩机组的转速和防喘振阀的开度,进而控制各台压缩机组的工作点与喘振线在等距离的位置上。在满足出口压力的基础上,根据各台机组的能力对总负荷进行分配。根据计算公式,负荷分配控制器采集压缩机进出口压力、温度、差压等信号,计算工作点与喘振线的距离DEV值,通过其PID计算输出再经过软件加权平均送到各机的性能控制器输出控制压缩机组的转速。同时引入闭环PI控制、开环RT响应以及前馈防喘振控制,从而实现负荷分配功能。结果表明:该方案使各台机组均在正常区间内工作,控制各台压缩机组回流或放空造成的能量损失,使喘振风险降到最低,同时共同分担扰动。     

温室系统温湿度、水肥耦合的解耦控制器设计

温室控制研究已开展多年,一方面是关于温度和湿度的耦合问题运用多种算法进行解耦,另一方面是针对温室内营养成分进行水肥耦合研究。针对温室系统控制问题,目前还没有对上述2种耦合进行综合研究,因此提出温湿度耦合和水肥耦合的温室系统生态耦合观点,通过传感器采集温度、湿度以及土壤氨氮等养分信号,并基于能耗模型以PLC(可编程逻辑控制器)为核心设计集中式PID(比例、积分和微分)解耦控制器,实现温室系统在喷淋农作物时考虑到土壤水肥营养成分的流失,以此提高温室系统的产量和品质,同时降低温室系统的生态损耗和污染。     

我国几种温室环境控制系统的架构方案

温室环境控制是在充分利用自然资源的基础上,通过改变环境因子如温度、湿度、光照度等来获得作物生长的最佳条件,从而达到增加作物产量、改善品质、调节生长周期、提高经济效益的目的。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为现代温室控制系统的架构提供了多种可选方案。温室环境控制系统模式基于PLC的温室控制系统基于PLC(可编程逻辑控制器)的温室控制系统是由上位机、PLC、数据采集单元及执行机构组成。PLC主要用于动态、实时监测室内外环境因子的变化,根据作物生长的要求匹配参数,同时完成与上位机的通信。PLC…     

节能型日光温室温度控制系统的研究

利用单片机技术实现对温室内多点温度进行采集、处理及调节。通过温度传感器将非电量的温度值转换为电量输出，电A／D转换器对模拟信号进行数字化，经单片机处理后送显示器及执行机构，对温室内地下热交换系统、均温系统及排热系统的起停实现自动控制。     

基于模糊控制的西红柿温室控制器的研究

本控制器将计算机控制技术、传感器技术、检测技术结合起来,采用模糊控制技术进行控制器的设计,对西红柿栽培温室的温度、湿度、光照度、二氧化碳浓度进行检测和控制,为西红柿的生长所提供最佳的生长环境条件。本控制器以89S52单片机为核心,对西红柿栽培温室环境参数进行实时采集、数据处理、数据存储、数据显示及驱动执行机构进行调控等。本控制器通过RS232接口与PC机进行通讯,实现对数据的显示、存储、查询、统计等综合管理,给出西红柿不同时期生长所需要的最佳环境参数,并且依据此最佳参数对实测数据进行处理,提出合理的控制方案,进而达到了西红柿栽培温室的智能化管理。     

基于PLC的电液比例电气控制系统设计

电液比例控制是现代液压工业和控制工程的重要技术之一,以PLC作为控制器,可以充分利用PLC控制可靠、功能强大、使用灵活的特点,实现电液比例系统位置参数的控制.本文针对电液比例系统的电气控制要求,选择了适宜的PLC机型,设计了主电路与控制电路,通过编写程序,满足了电液比例系统中模拟量与开关量的采集与输出要求.     

人工气候室群测控系统的设计与应用

使用触摸屏、可编程控制器(PLC)、树莓派微型计算机、组态王、集散控制系统(SCADA)、高清摄像头、影像存证服务以及传感器、执行机构开发了一个人工气候室群智能化测控系统,管理由30个单元组成的人工气候室群。本系统中触摸屏负责采集各单元的环境状态数据,提供人工气候室单元的人机交互界面;PLC完成温室单元的控制逻辑,控制温室加湿、除湿、补光、气调等装置;树莓派微型计算机运行多个定制软件,实现计划库管理、权限分配、协议转换服务、空调控制等功能;组态王运行在管理房微机上,用于人工气候室群的本地管理、配置和数据记录;远程管理依托于基于ClearSCADA构建的设施农业总控中心,实现远程管理、数据采集、存储和配置;各模块间通过网络连接,采用ModbusTCP协议;配套的高清摄像头和影像存证服务提供了内部场景的实时查看和图片记录功能。该系统有效实现了人工气候室群的环境状态采集、环境控制、运行计划管理、远程测控、照片存证等功能,扩展性强,运行稳定。     

一种面向温室应用的嵌入式采集终端设计方案

针对我国温室生产中信息采集装备产业化相对落后,采集终端采用PC机不利于安装且成本较高的情况,利用运算速度较快的32位嵌入式处理器,移植实时性较强的嵌入式Linux操作系统,扩展USB接口、CAN总线接口和以太网接口,设计开发了一个基于现场总线网络和以太网,能够对温室信息进行实时采集,实现了多种数据融合、存储、传输的嵌入式采集终端。用户可以通过驱动程序和应用程序操作终端的CAN总线接口进行数据的采集和命令的发送,可将相关信息存储在USB海量信息存储设备中或通过以太网实现数据的远程传输。测试结果表明:终端对于错误的数据帧具有识别能力,应用协议软件运行稳定;节点对正确的远程帧和数据帧的控制命令均能正确响应;终端能实时显示温室状态的变化并保存数据,采集器和监控中心的数据通讯稳定性较高。系统实现了温室环境信息实时、远程监测的功能,同时,系统的设计降低了温室生产和管理成本。     

基于 STC 单片机的温室自动通风系统设计与应用

针对我国北方日光温室通风主要靠人工操作、管理费用偏高且常因监控不及时导致温室农作物受损的问题,设计了温室自动通风控制系统,本系统的核心由STC12C5A60S2单片机、温度传感器输入接口、12864LCD显示屏、操作按键及LED指示灯、继电器输出控制、外部执行机构6个部分组成。系统输入接口连接DHT21温湿度传感器,可将采集的温度数据显示在LCD显示屏上,供用户进行观测;同时,通过继电器输出控制接口与温室通风口驱动电机相连,可控制温室通风口的开与关。系统可设定温室内温度的上、下限值,通过采集的实时温度与设定值的比较来确定温室通风口的开关,实现温室温度实时监测和自动调温控制。另外,控制系统设计有手动操作按钮和LED指示灯,实现自动手动多种工作方式,方便用户选择。经过多次实地试验,本系统性能稳定且简单易用,可基本满足温室自动通风的需求,降低人工成本,提高经济效益。     

基于可编程逻辑控制器(PLC)的猪舍环境参数监控系统

为解决生猪规模化养殖企业对猪舍环境参数较难控制问题,设计了一种以可编程逻辑控制器(PLC)、传感器、无线模块和执行机构为硬件核心,以Kingview 6.53为软件开发平台的实时环境参数监控系统。该系统通过无线模块将PLC采集到的猪舍参数值传到上位机,并对其采集值进行分析和处理,实现了数据采集、处理、显示、存储及控制等功能,最终实现对猪舍环境参数的自动控制。测试结果表明,该系统能实时准确地采集现场猪舍参数,在保证猪舍内所需温湿度基本恒定条件下,能使气体浓度保持在适应范围内,证实系统的可行性和实用性。