基于labview的led光源植物生长环境测控系统的研究

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1、硕士学位论文基于LabVIEW的LED光源植物生长环境测控系统的研究ResearchonMeasurementandControlSystemofLEDLightPlantGrowthEnvironmentBasedonLabVIEW作者姓名：邹江涛导师（职称）：田立国教授学科（专业）：控制理论与控制工程提交论文日期：2016年1月分类号：TP274学校代码：10066密级：学号：05M080113011基于LabVIEW的LED光源植物生长环境测控系统的研究ResearchonMeasurementandControlSystemofLEDL

2、ightPlantGrowthEnvironmentBasedonLabVIEW作者姓名：邹江涛导师（职称）：田立国教授一级学科：控制科学与工程学科（专业）：控制理论与控制工程年级：2013级提交论文日期：2016年1月学位授予单位：天津职业技术师范大学-i-独创性声明声明：本人所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津职业技术师范大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在

3、论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津职业技术师范大学有关保留、使用学位论文的规定，特授权天津职业技术师范大学可以将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、汇编学位论文，允许论文被查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权书）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日-ii-中文摘要农业作为我国的第一产业，是国民经济的基础，大力发展科技农业有其重要

4、性和必要性，其关系到我国的粮食安全。设施农业能友好的解决我国粮食安全及其他问题，设施农业是现代农业自动化方向的发展趋势。由于植物生长环境的复杂性，给我们在环境控制方面带来了很大的困难。在植物生长环境测控系统中，亟需找到一种最为合理的控制策略，在既能节约能源的同时，又能保证植物快速的生长。如何在设施农业中解决能量消耗过大的问题，也是我们亟需解决的问题。本课题通过对设施农业关键技术的学习和研究，模拟出了一个基于LED光源的植物生长环境测控系统——植物生长柜。通过对植物生长发育的深入研究，在植物生长柜中模拟出了一个小型的植物生长系统。在植物生长柜的设

5、计中，主要运用了LED光源、传感变送器、数据采集、虚拟仪器等技术，可实现对植物生长柜内的温度、湿度、光照强度和CO2浓度等环境参数的自动测量。本课题重点研究了温度、湿度、光照度以及CO2浓度四个环境因子对植物生长的影响，结合各环境因子的变化特点及相互关系，综合环境参数模型给出了较为合理的控制策略。通过分析植物生长柜内的热平衡和物质平衡，建立了生长柜内热量平衡和物质平衡方程，为环境控制策略以及控制算法研究奠定了基础。本系统采用LabVIEW软件设计和数据采集卡的硬件设计相结合，搭建了基于LED光源的植物生长环境测量系统，本系统还应用到了LED光源

6、，传感变送器以及数据采集卡等硬件。本课题以作物产量作为最大目的，结合LabVIEW软件测控平台，引入了层次分析法，分别得出了温度、湿度、光照度与植物产量的关系；通风设备、供暖设备、加湿设备、LED生长灯、滴灌五种控制措施与温度、湿度、光照度之间的关系，建立了控制措施与植物产量之间的关系。在植物适应的生长环境下，最大程度的提高农业生产效率和节约农业生产成本是我们追求的目标。以小油菜作为实验研究对象，结合相关参考文献对小油菜给出适合的控制策略，并在LabVIEW软件测控平台中输入相关环境的控制参数。在小油菜整个培养过程中，LabVIEW测控平台实时

7、测控生长柜中小油菜各环境参数，并将所测结果保存到数据库中。实验结果分析得出，各环境因子都达到预期的结果，植物生长柜内各环境参数能按照设定的控制策略自动调整。通过生长柜培育出的小油菜长势良好，能说明在LED提供光源条件下，设计的植物生长环境测控系统能很好的满足植物对生长环境的要求。关键词：LED，LabVIEW，数据采集，层次分析，植物生长柜-iii-AbstractAgricultureisthefirstindustryrelatedtothefoodsecurityofourcountry,ofwhichthefacilityagricul

8、tureisadevelopmenttendencyofmodernagricultureautomation.Itbringsbigdifficul