基于6lowpan技术的温室大棚监控系统的研究与设计

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1、学校代码：10255学号：2121088DONGHUAUNIVERSITY硕士学位论文基于6LoWPAN技术的温室大棚监控系统的研究与设计THERESEARCHANDDESIGNOFGREENHOUSECONTROLSYSTEMBASEDON6LoWPANTECHNOLOGY学科专业：控制科学与工程论文作者：李晨东指导老师：韩秀玲答辩日期：2016年5月31日东华大学学位论文原创性声明本人郑重声明：我恪守学术道德，崇尚严谨学风。所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已明确注明和引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品及成

2、果的内容。论文为本人亲自撰写，我对所写的内容负责，并完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日东华大学学位论文版权使用授权书学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权东华大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本版权书。本学位论文属于不保密□。学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日基于6LoWPAN技术的温室大棚监控系统的研究与设计摘要随着科学

3、技术的不断发展，越来越多的高新技术被运用到了农业生产当中，如温室大棚技术。温室大棚作为现代农业的一个重要形式，为人民生活带来了极大的便利，因而得到了迅速的发展和广泛的应用。然而，由于目前我国农业还没能完全实现自动化，农业大棚的调控还是以手工为主，需要人为看管。因而，对自动化的农业大棚的需求更加迫切，其相应的农业大棚的监控研究也成为亟待解决的热点课题。近年来，温室控制系统的适用性问题正阻碍着温室产业的发展，大量的温室需要成本低、可靠性高、操作便利、适用性强的智能型温室控制系统，虽然无线物联网技术的兴起，为农业温室大棚的监管提供技术支持。而采用IPV6协议和IEEE802.15.4国际标

4、准结合而成的6LoWPAN协议由于具有低功耗、IP地址资源丰富以及高稳定性等特点，正在成为无线传感器网络的发展方向，本课题利用6LoWPAN技术实现了温室大棚数据的实时采集及发送，并结合智能控制算法和技术，设计了通过电脑访问实时数据，进而对温室大棚进行监控的可行方案。本文首先介绍了本温室大棚数据监视系统的设计过程，包括：6LoWPAN传感器节点组网、6LoWPAN网关、无线通信、上位机界面等；硬件系统电路：包括无线接收装置、MCU及有线网络接口；给每个传感器分配网络地址，编写上位机界面，并对每个地址进行数据采集，得到温室大棚参数数据。接着，根据本系统所采集的温度、湿度、CO2、光照度

5、等，并基于能量守恒、碳守恒原理对温室大棚进行数学建模。同时应用遗传算法，对温室大棚的控制参数进行优化，得到最佳控制参数；然后，采用自适应加权的数据融合算法，将多个相同类型的传感器数据融合到一起，以减少数据的传输误差和不稳定性；在此基础上，为了实现对温室植物所需的最佳参数的定时更新和遇到突发外界干扰时的参数更新，设计了一套智能控制流程，以实现按时间节点进行控制和应对误差干扰的控制；最后，通过matlab进行系统仿真，结果证明了该系统能够应对各种干扰，如：当运行到某一时间节点，需要更换植物的最适参数时，系统可以在30秒左右恢复稳态过程。而当遇到外界干扰时，系统会按照当前设定值自动调节，使

6、系统重新恢复稳定。I关键词：温室大棚;监控系统;6LoWPAN;数据融合;智能控制;遗传算法IITHERESEARCHANDDESIGNOFGREENHOUSECONTROLSYSTEMBASEDON6LoWPANTECHNOLOGYABSTRACTWiththecontinuousdevelopmentofscienceandtechnology,moreandmorehigh-techproductionhasbeenappliedtoagricultural,suchasgreenhousetechnology.Greenhouseasanimportantformofmode

7、rnagriculture,whichbroughtgreatconveniencetopeople'slives,hasbeentherapiddevelopmentandwideapplication.However,duetothecurrentChina'sagriculturecannotbefullyautomated,orregulationofagriculturalgreenhousesmainlymanual,andtheyneedfo