基于物联网技术的智能温室大棚控制系统研究

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1、分类号：TP29单位代码：10190研究生学号：201503011密级：公开硕士学位论文刘亚伟2018年6月基于物联网技术的智能温室大棚控制系统研究ResearchonIntelligentGreenhouseControlSystemBasedonInternetofTingsTechnology硕士研究生：刘亚伟导师：薛鹏副教授申请学位：工学硕士学科：电气工程所在单位：电气与电子工程学院答辩日期：2018年6月授予学位单位：长春工业大学摘要摘要随着科学技术的更新，我国现代化农业技术的发展也在不断进步。目前，农业温室大棚的数量在不断增多，但仍采用较为传统的农业管理形式，使得温室大棚控

2、制效果不理想，具有网络化程度较低等问题。因此，对智能化温室大棚控制过程的研究具有深远意义。本文采用物联网技术以及模糊自适应PID控制算法与温室大棚相结合，首先在对温室环境因子特征分析的基础上，确定了温室环境中的主要控制参数，针对主要因子的控制特点，设计了温室大棚各环境因子的控制方案，并建立了相应的数学模型。其次，对温室大棚温度控制策略进行了研究。针对温室温度具有非线性、大滞后等特征，设计了模糊自适应PID控制器，根据温室温度的实际要求，在线整定PID参数，实现对温室温度的最优控制。仿真实验结果表明，该算法对温度控制过程中具有较好的有效性。再次，在物联网架构的基础上结合ZigBee无线传

3、感器网络技术，设计了一种基于物联网技术的智能温室大棚控制系统总方案。采用CC2530作为无线通信模块的微处理器，对无线通信、传感器和协调器等相应模块进行硬件设计，并在ZStack协议栈环境下进行相关节点的软件设计，利用LabVIEW软件设计了系统的上位机界面。最后，对物联网温室大棚控制系统进行测试与分析，对传感器节点数据采集的准确性进行了测试验证，并针对系统远程控制的要求，进行了系统WEB发布功能的测试。实验测试验证了该系统设计能够达到温室大棚的预期效果。关键词：物联网技术温室大棚模糊自适应PID控制ZigBee上位机监控IAbstractAbstractWiththerenewalo

4、fscienceandtechnology,thedevelopmentofmodernagriculturaltechnologyinourcountryisalsoconstantlyimproving.Atpresent,thenumberofagriculturalgreenhousesisincreasing,butstilladoptsmoretraditionalformsofagriculturalmanagement,whichmakesthecontroleffectofgreenhousesunsatisfactory,andhasalowlevelofnetwo

5、rking.Therefore,theresearchontheintelligentgreenhousecontrolprocesshasfar-reachingsignificance.Inthispaper,theInternetofThingstechnologyandfuzzyadaptivePIDcontrolalgorithmarecombinedwithgreenhouses.Firstly,onthebasisofanalyzingthecharacteristicsofgreenhouseenvironmentalfactors,themaincontrolpara

6、metersinthegreenhouseenvironmentaredetermined,andthegreenhouseisdesignedaccordingtothecontrolcharacteristicsofthemainfactors.Theenvironmentalfactorsofgreenhouseswerecontrolledandacorrespondingmathematicalmodelwasestablished.Second,thegreenhousetemperaturecontrolstrategywasstudied.AfuzzyadaptiveP

7、IDcontrollerwasdesignedforthecharacteristicsofgreenhousetemperature,suchasnonlinearityandlargelag.Accordingtotheactualrequirementsofgreenhousetemperature,PIDparameterswereadjustedonlinetoachieveoptimalcontrolofgreenhousetemp