基于神经网络的双层辉光离子渗金属

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1、基于电力载波的温室大棚分布式监控系统设计基于电力载波的温室大棚分布式监控系统设计自动化张涛指导教师纪文刚教授摘要现代农业设施发展迅速，温室大棚数量增多，单体温室大棚面积大、分布广，人们对温室大棚自动控制和远程管理的需求提高，在大棚内部布置有线监控设备，存在布线复杂、维护困难等问题。针对控制系统布线复杂、维护困难以及温室大棚远程监控的需要，提出了基于电力载波的温室大棚分布式监控系统设计。以电网作为媒介实现数据的交换，电力载波的温室大棚分布监控系统中采用的电力载波通信模块简化了现场布线；独立监控器检

2、测温室大棚农作物生长环境信息，同时对检测到的环境信息进行处理并控制执行器的输出调节温室大棚农作物的生长环境，借助电力载波通信模块经电网将数据发给集中监控器，集中监控器将数据发送给上位机，操作人员可以通过上位组态画面对温室大棚进行实时监控同时可以对温室大棚进行远程操作，给农作物提供一个适宜的生长环境。电力载波的温室大棚分布式监控系统解决了温室大棚现场布线复杂、维护困难的问题，实现了远程实时监控，系统结构简单、可靠性高、维护方便。关键词电力载波，温室大棚，分布式监控系统1前言电力线载波通信技术(Po

3、werLineCarrierCow/WMm'cflft'on)简称PLC技术,是以电力线为传输介质来实现数据传递和信息交换的通信方式,是当前发展前景十分看好的宽带接入技术[1]。与电信网及有线电视网相比，作为世界上覆盖程度最广且与人们关系最密切的有线网络低压电力网，有着遍布城乡直达用户，接入方便成本低，多用户能够共享宽带，而且电力线机械强度高，可靠性好，组网简单等其他通信方式不可比拟的优势，其前景广阔，潜在市场巨大[2]。因此,PLC的研究已成为当前一大热点，已在智能家庭、远程智能抄表、办公自动

4、化和远程路灯监控等领域得到广泛应用[3][4]。控制算法和控制器的发展都是基于上述专家对温室做出完美描述之后形成的，工业领域最常用的算法就是PID控制算法，由于温室大棚这一特定对象本身具有不满足叠加原理，且空间跨度大，传感器采样时间长，以及白天与黑天被控对象的系统模型发生变化等的特点。造成了温室大棚温度系统具有非线性，大惯性，大滞后，时变等特性。温室是一个复杂系统，是一个非线性、大延时的系统，PID又需要精确的数学模型，这就使温室大棚的控制进入到智能控制领域，智能控制算法有效地解决了此问题[5-

5、6]。控制器研究方面，最初采用单片机控制，而后是工控机控制器，随着技术的革新，PLC控制器和ARM控制器也随之产生。现代的温室已经形成了完整的体系，包括无线传感器的运用进行数据采集和传输，嵌入式控制器的运用进行控制器设计等都在大棚中得到成功的运用[7-9]。综上所述，针对温室大棚存在的控制系统布线复杂、维护困难以及温室大棚远程监控的需要，提出了基于电力载波的温室大棚分布式监控系统设计2总体方案设计电力载波的温室大棚分布式监控系统利用物联网技术，可通过独立12基于电力载波的温室大棚分布式监控系统设

6、计监控器可以实时获取温室内部的空气温湿度、土壤水分温度、二氧化碳浓度、光照强度，通过采集的参数来实现自动调控湿帘风机、喷淋滴灌、内外遮阳、顶窗侧窗、加温补光等设备，从而保证温室内环境最适宜作物生长，为作物高产、优质、高效、生态、安全创造条件。同时，该系统借助电力载波通信模块经电网将数据发送给集中监控器，集中监控器将信息发送给PC，操作人员可以通过上位机实现温室大棚的远程监控，电力载波的温室大棚分布式监控系统框图如图2-1所示。图2-1电力载波的温室大棚分布式监控系统框图3系统硬件设计3.1传感器

7、选型温室大棚农作物生长环境信息检测主要包括：空气的温湿度、土壤的温室度、二氧化炭浓度、光照强度，检测模块选型时必须满足系统设计的需要，同时考虑检测模块的信号输出接口以及检测模块可以正常工作的温度范围；具体的温室大棚环境信息检测模块的选型及模块的性能指标如表3-1、3-2、3-3、3-4、3-5、3-6所示。表3-1DS18B20数字温度传感器性能参数性能指标工艺要求值空气温度传感器量程-40-100℃-55-125℃精度±0.5℃±0.5℃分辨率.1℃0.0625℃供电电压+3.0V-+5.0V

8、+3.0V-+5.0V信号接口单总线工作温度-55-125℃温室大棚空气湿度传感器选用的是USR-SENS-WSD温湿度数据采集模块，性能指标如表3-2所示，传感器如图3-3所示：12基于电力载波的温室大棚分布式监控系统设计表3-2USR-SENS-WSD湿度数据采集模块性能指标性能指标工艺要求值空气湿度传感器量程0-100%RH0-100%RH精度±2%RH±2%RH分辨率1%RH0.1%RH供电电压+3.0V-+5.0V5.0VDC信号接口RS232/RS485/TTL信号输出工作温度-40