工厂环境智能监测系统 【毕业设计+开题报告+文献综述】

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1、毕业设计文献综述电气工程及其自动化工厂环境智能监测系统设计环境的监测与控制在工业、农业、国防等行业有着广泛的应用，其系统设计也较为复杂、涉及面较广，包括自动化监测技术、过程控制技术、通信技术等。环境监测系统主要涉及一些信息的采集、显示与传输，由于应用场合的不同，环境监测的采集对象也有所不同。但是一般来说，对温度和湿度的采集必不可少；比如一个粮食仓库环境监测系统，温度和湿度值是两个重要的显示和分析指标，因为根据国家粮食保护法规定，必须定期抽样检查粮库各点的粮食温度和湿度，以便及时采取相应的措施。传统的粮仓温度、湿度测量都是由人工完成的，由于监测分站比

2、较分散，传统的温度测量方式周期长、成本较高，而且测量员必须到现场进行测量，因此工作效率非常低，且不便于管理。采用先进的技术监测这些环境因子，通过自动监测系统进行环境控制，降低生产成本，呈越来越流行的趋势。1、正文(一)智能监控环境的发展状况衡量现代工业、农业成功的基本原则是:有效的生产管理，高生产力以及改良的产品质量。要实现以上几点，传统的技术方法不再满足要求，因此采用新的，改良的温室、工厂环境监测控制技术是十分必要的。国外如以色列、荷兰等国在设施农业的研究和生产方面已达到很高水平。计算机智能化温室综合环境监控系统开始普及。现代设施农业研究成就的典

3、型例子，如美国的生物圈2号、日本等国家的植物工厂，就是应用电子计算机结合加温、降温、营养液、二氧化碳:供给、太阳能利用等新设备，对环境条件进行自动调节控制，最大限度地满足植物生长的需求，从而大大增加产量，提高劳动生产率。近20年来，我国在这方面了较大的发展。例如：温室面积不断增大，14但目前我国的温室大棚多由人工依靠经验进行管理或以单片机控制的单参数单回路的较多，自动化程度不高，效率低下。从80年代起我国开始从国外引进现代化温室，通过消化、吸收与技术创新，取得一批重大科技成果，有力地推动了我国工厂化农业的发展。但实践表明在某些方面并不完全适合我国的

4、情况。这些温室都是凭借人工经验调控，技术含量低，作物的产量和质量也远远达不到国外同类温室的水平。(二)环境监测系统的组成目前环境监测系统的总体结构大致可分为分布式集散控制(DCS)和最近出现的总线式结构。目前关于农业温室自动控制系统的研究主要集中在集散式控制方式，其主要核心思想是集中管理、分散控制，相对于以前的单机控制系统有着极大的优势。分布式集散控制通常采用两级结构:控制系统的下位机以单片机为核心，.外接数据采集输入电路、输出电路、键盘和LCD显示等部分，能够独立工作，被配置在每个独立环境。各从机由一个上位机进行监控管理，通常上位机采用PC机来担

5、任，上下采用主从式监控管理形式。由于微处理器芯片和网络通信技术的发展，现场总线技术成为自动化领域技术发展的热点之一，并开始应用在环境测控系统中来，CAN总线就是其中一种。现场总线系统为开放式互联网络，用户可根据自己的需要，把遵循相同协议不同品牌的产品集成到一个规模随意的系统里，通过现场总线构筑自动化领域的开放互连系统，从根本上打破了DCS系统的封闭性。温室环境监测系统的构成大体上可以分为3个部分:一是环境参数测量转换，二是测量数据的传输，三是数据的集中与管理。下面对此三部分分别加以介绍:环境参数的测量环境监测系统中，环境参数的测量是主要环节。对环境

6、参数的测量主要包括对温度、湿度、光照、二氧化碳浓度的测量。随着微电子技术及传感器技术的发展，使得温室环境监测的参数随之增加。现在又出现了对土壤湿度、营养液酸碱度等因素的测量。温室中对温度测量的传感器种类很多，主要分为模拟温度传感器和数字温度传感器。其中可以采用温敏电阻，但要得到温度值还需对其进行信号放大、A/D变换以及对其进行数据修正。另一种模拟温度传感器AD590亦常被用于温室中，它的输出电流与绝对温度成正比，且具有温度响应快、线性度好及高阻抗电流输出等特点，适于长距离传输。最新数字式温度传感器DS18B20直接输出数字信号，省去了后继的信号放大

7、及模数转换部分，外围电路简单，成本低;单总线接口，只有一根信号线作为单总线与CPU连接，且每一只都有自己唯一的64位系列号存储在其内部的ROM存储器中，故在一根信号线上可以挂接多个Ds18B20，便于多点测量且易于扩展。湿度测量方法也是多种多样，但是，与温度等物理量相比，湿度是比较难于测量的。目前较常使用的是高分子电容式湿度传感器，近年来还有多种集成湿度传感器面世。测量数据的传输14各分机测得环境参数后加以简单处理或不处理，然后将其传送给主机，这之间的数据的可靠性传送是监控系统中另一个关键环节。例如：温室监控中心比较远，通常上百米，因此数据传输是一

8、个远程多机通信系统。RS232适宜点对点通信，最大距离15米。将RS232转换成可以进行多点通信的RS485方式是被广泛采