现代温室环境智能控制发展研究
智能控制技术的应用越来越广泛，文章以智能控制技术作为研究基础，对现代的温室环境智能控制系统的拓扑结构、智能控制技术在当前现代温室环境中的发展现状进行研究，探索新型的温室内环境和生物信息的获取方式，为实现温室内的动植物生理指标的智能控制、智能控制系统硬件的配置和结构上的优化提供研究的依据。
标签：现代温室；智能控制；温室环境
1 概述
“温室”是对“温室效应”的一种利用，当动植物如果不适合在寒冷季节里在陆地上进行种植和生产，那么依靠对室内的温度进行控制，可以通过温度环境的人工创造和控制来满足农作物反季节生产的需求。随着科学技术的不断发展，对于温室生产的相关技术研究也越来越多，特别是在农业科学领域、管理科学领域等方面进行应用，现代温室的创造改变了过去动植物生产环境和时空上的界限，在水产养殖、蔬菜种植、花卉种植等方面都已經取得了一定的成绩。
温室环境的控制包含有三种方式，人工控制、自动控制和智能控制。在我国不同的领域都有控制方式的应用，在温室环境的应用中大多采用的是自动控制。对于现代的温室环境控制可以说是对智能控制的一种前瞻性的研究。我国的自然科学基金委研究项目“工厂化农业”、“温室环境智能控制关键技术的研究与开发”等项目都是在经济探索现代温室环境的智能控制技术。
2 智能控制技术概况
智能控制技术作为直接性控制技术的一种，是基于大量的研究经验的基础上所发展起来的一项控制技术，是对于人工智能、运筹学等理论的综合运用，通过控制系统技术来完成控制。
智能控制在进行处理工作时，具有非线性、不确定性等主要特点。优异的智能控制系统可以实现对一般控制要求的基础上，还能够具备自组织、自结构等特点和能力。智能控制系统如果具有了自学习系统，那么可以对周边的位置环境进行模拟和学习，依靠所储存的知识和经验来提升自己的控制能力。自适应系统可以让系统实现控制对象在动力方面的变化，更好的适应周边环境的变化。自组织系统能够帮助智能控制系统实现对复杂信息的组织和协调，让系统能够在规定的范围内灵活的开展活动。自结构能够帮助智能控制系统对自身的结构、参数、数据等内容进行调整，并让系统可以加入学习机制来实现对需要学习的内容和数据的搜集，让系统具备一定的学习和整理功能，实现对系统知识的解释。在系统运行的初期阶段，系统并不具备调整规则，但是可以通过设置规则来让系统具备学习的能力。
本设计为一闭环控制系统,由89C51单片机,A/D转换电路,温度检测电路,湿度检测电路、控制系统组成。温度检测电路将检测到的温度转换成电压,该模拟电压经ADC0809转换后,进入89C51单片机,单片机通过比较输入温度与设定温度来控制风扇或电炉驱动电路,当棚内温度在设定范围内时,单片机不对风扇或电炉发出动作。实现了对大棚里植物生长温度及土壤和空气湿度的检测,监控,并能对超过正常温度、湿度范围的状况进行实时处理,使大棚环境得到了良好的控制。 该设计还具有对温度的实时显示功能,对棚内环境温度的预设功能。 第一章概述 大棚、中棚及日光温室为我国主要的设施结构类型。其主要功能是采用电路来自动控制室内的温度,以利于植物的生长。温室的性能指标: 1.温室的透光性能 温室是采光建筑,因而透光率是评价温室透光性能的一项最基本指标。透光率是指透进温室内的光照量与室外光照量的百分比。温室透光率受温室透光覆盖材料透光性能和温室骨架阴影率的影响,而且随着不同季节太阳辐射角度的不同,温室的透光率也在随时变化。温室透光率的高低就成为作物生长和选择种植作物品种的直接影响因素。一般,连栋塑料温室在 50%~60%,玻璃温室的透光率在60%~70%,日光温室可达到70%以上。 2.温室的保温性能 加温耗能是温室冬季运行的主要障碍。提高温室的保温性能,降低能耗,是提高温室生产效益的最直接手段。温室的保温比是衡量温室保温性能的一项基本指标。温室保温比是指热阻较小的温室透光材料覆盖面积与热阻较大的温室围护结构覆盖面积同地面积之和的比。保温比越大,说明温室的保温性能越好。 3.温室的耐久性
温室建设必须要考虑其耐久性。温室耐久性受温室材料耐老化性能、温室主体结构的承载能力等因素的影响。透光材料的耐久性除了自身的强度外,还表现在材料透光率随着时间的延长而不断衰减,而透光率的衰减程度是影响透光材料使用寿命的决定性因素。一般钢结构温室使用寿命在15年以上。要求设计风、雪荷载用25年一遇最大荷载;竹木结构简易温室使用寿命5~10年,设计风、雪荷载用15年一遇最大荷载。 由于温室运行长期处于高温、高湿环境下,构件的表面防腐就成为影响温室使用寿命的重要因素之一。钢结构温室,受力主体结构一般采用薄壁型钢,自身抗腐蚀能力较差,在温室中采用必须用热浸镀锌表面防腐处 理,镀层厚度达到150~200微米以上,可保证15年的使用寿命。对于木结构或钢筋焊接桁架结构温室,必须保证每年作一次表面防腐处理。 第二章比例微积分控制原理 3.1 比例积分调节器(PD 比例调节器具有误差,为解决此问题,可引入积分(Inte6raI环节,其方块图见图4—33l 比例微分调节器对误差的任何变化,都产生一个控制作用比,阻止误差的变化。c变化越快,pd越大,输出校正量也越大。它有助于减少超调,克服振荡,使系统趋于稳定;同时加快系统的响应速度,减小调整时间,从而改善了系统的动态特性。它的缺点是抗干扰能力变差。 3.2 PID调节器 积分器能消除镕差,提高精度,但使系统的响应速度变慢、稳定性变环。微分器能增加稳定性,加快响应速度。比例器为基本环节。三者合用,选择适当的参数,可实现稳定的控制。 图4—37为PID调节器的方块图。 第三章自动控制系统的设计
农作物温室环境智能监控系统研究背景意义及国内外现状 1研究背景及其研究意义 (1) 研究背景概述 (1) 项目研究意义 (2) 2国内外研究现状 (3) 国外研究现状 (3) 国内研究现状 (4) 1研究背景及其研究意义 研究背景概述 农业是国家重要的支柱产业，我国作为世界第一农业大国，农业生产在我国经济建设和社会发展中占有举足轻重的地位。良好的气候与生态环境条件是农业生产的重要保障，而我国幅员辽阔，气候与生态环境条件相对恶劣，制约农业的发展。 我国作为世界第一农业大国，在农业也是积累的相当多的经验和知识，但我国大部分地区都存在山多土地少，土质不好，土壤资源匮乏，气候条件复杂多变等劣势，这些劣势对农作物的生长极其不利；况且随着社会的进步，从事农业生产的人也日趋减少，而社会的对农产品的需求却日益增高，原有农作种植方式已经不能满足社会发展的需要，必须对传统的农业进行技术更新和改造。因此，在我国发展现代化农业和生态农业是今后农业发展的必然趋势，推广高新技术在农业生产中的应用势在必行。而现代温室农业技术就能满足以上的要求。 温室控制技术主要针对湿度、温度、光照度等温室作物生长必须的外在物理要素进行调节，以达到作物生长的最佳条件。现代温室控制技术主要是能通过系统实时采集温室环境的温湿度和光照度，以达到温室植物生长环境实时监控的目的。近年来，我国在温室控制技术方面也做了很多的研究，并在温室栽培等方面取得了显着成果。但由于我国在这方面的研究时间不算长，在配套技术与设备上都比较匮乏，使得环境的监控能力不高，生产力有限。能够实现全年生产的大型现代化温室很少。而且需要进口温室设备，但投资又太大，需要的操作人员的素质要求也高。所以我国温室环境控制还有很多地方需要改善与提高。 温室环境智能监控系统的研究涉及到计算机技术、传感器技术、控制技术、通讯技
为什么要做温室自动控制系统？ 温室大棚种植大家都知道吧，可以说是常见的一种种植方式了，主要是因为随着社会的不断发展，人们生活水平普遍提高，对生活的品质的追求越来越高，反季节蔬菜、花卉种植等需求量也在不断地上升，因此也促进了温室大棚的广泛应用。而且随着这几年农业种植的快速发展，慢慢的自动化控制系统，受到越来越多种植者的关注，其中温室自动控制系统比较具有大棚种植自动化的代表性。 那么，在温室大棚中为什么要做温室自动控制系统呢？ 传统的温室大棚种植模式已经不能满足现代化的需求，尤其是对温室大棚内环境监测时，农业工作人员不可能24小时时时刻刻的坚守在岗位上。为此，温室自动控制系统的应用，有效的解决了这一难题，温室中细微参数变化情况，农业工作人员通过电脑或者手机端都可以看得到，不用再天天钻棚就能了解大棚内的实时情况，既提高了生产效益，也提高温室大棚的种植效益。 温室自动控制系统是由浙江托普物联网专门研发的一种温室环境智能监测控制系统。温室自动控制系统可在线实时采集和记录监测点的温度、湿度、土壤酸碱度、二氧化碳浓度、光照度等各项参数情况，以数字、图形和图像等多种方式进行实时显示和记录存储，监测点可扩充多达几千个。并且当可设定各监控点的参数报警限值，当出现被监控点位数据异常时，温室自动控制系统可以自动发出报警信号。报警方式主要有现场多媒体声光报警、网络客户端报警、电话语音报警、手机短信息报警等。上传报警信息并进行本地及远程监测，系统可在不同的时刻通知不同的农业工作人员。 利用智慧和科技，提高农业种植效益一直以来是很多种植人员的一个目标和愿望，而温室自动控制系统在现代温室大棚种植中的应用，可以实现智能化的高效栽培，提高温室大棚的种植效益，帮助人们达成这种目标和愿望。托普的智能温室物联网系统，配备智慧云管理平台，从而实现了温室种植的综合化整体管理，不止提高了种植效益，还减少了人工成本。如今温室自动控制系统广泛应用于农业、园艺、畜牧业等领域。
温室环境监控系统 摘要：这是一套针对农业大棚监控的完整系统,通过短距离无线数据传输方式来采集温度,湿度,co2,照度,露点等温室信息,并通 过gprs网络将信息上传到服务器,服务器根据农作物和大棚实际环境进行数据存储和实现短信报警,也可以自动或手动下发控制指令,使温室保持良好的工作环境。 关键词：大棚监控；本地无线传输；单总线 中图分类号：tp277 文献标识码：a文章编号： 1007-9599(2011)24-0000-01 greenhouse environment monitoring system xu songliang1, xu hongning2 (1.shenyang bluelight network data technology co.ltd,shenyang110179,china;2.shenyang ware digital technology co.ltd,shenyang110015,china) abstract:this is a complete agricultural greenhouse monitoring system,which through short distance wireless digital transmissive methods,collects greenhouse information,such as temperature,humidity,co2,illumination and dew point and then by means of gprs network,upload the information to the server.according to the practical condition of the plants and the green house,the system stores and alarms,either automatically or by hand,hence maintain the
智能温室大棚整体控制设计报告设计人员：
目录 一、智能温室大棚简介 (3) 二、智能温室大棚结构设计 (3) 一、温室结构设计 (3) 1.温室结构布局 (3) 2.温室覆盖材料 (3) 3.温室的通风 (4) 二、温室运行机构 (4) 1.电力系统 (4) 2.降温增湿系统 (4) 3.遮阳系统 (4) 4.增温系统 (4) 5.浇灌系统 (4) 三、智能温室大棚控制系统 (5) 一、控制系统的主要构成 (5) 1、传感器 (5) 2、控制器 (5) 3、执行器件 (6) 4、上位机 (6) 二、具体控制过程 (6)
一、智能温室大棚简介 智能温室也称作自动化温室，是指由计算机控制温室内的执行器件来改善温室内的环境，营造适合农作物生长的环境。温室内的主要系统主要有可移动天窗、遮阳系统、保温系统、升温系统、降温系统、浇灌系统、移动苗床等自动化设施系统。 智能温室的控制一般有信号采集系统、中心计算机和控制系统三大部分组成。 二、智能温室大棚结构设计 一、温室结构设计 首先应进行温室建筑布局、形式、尺寸等方面设计,应考虑结构、机械、覆盖与支撑材料、荷载、通风、保温、给排水以及环境调控设备等多种因素,同时还应该考虑本地的地理气候条件,充分利用自然资源,力图降低制造成本和运行费用。 其结构框架设计的基本特点 1.温室结构布局尽量采用南北栋方式建筑可使太阳直射光 平均日总量透过率最高。 2.温室覆盖材料温室材料透光率对温室的光照总量有着重 要影响,可采用浮法玻璃其透光率可达90%以上。亦可采用超 长塑料薄膜(阳光穿透率85%)为覆盖材料。但其耐用性不高。 PC塑料板在造价、使用年限、透光率等方面是一个不错的选
畢業設計論文外文資料翻譯 學院：電氣學院 專業：電氣工程及其自動化 姓名：鄭能文 學號： 080801332 外文出處：Agricultural greenhouses greenhouse intelligent automatic control 附件： 1.外文資料翻譯譯文；2.外文原文。 指導教師評語： 簽名： 年月日附件1：外文資料翻譯譯文
農業溫室大棚智能自動化控制 摘要： 歷來確定的軌跡到controlgreenhouse農作物生長的問題解決了用約束優化或應用人工智慧技術。已被用作經濟利潤的最優化研究的主要標準，以獲得充足的氣候控制設定值，為作物生長。本文討論了通過分層控制體系結構由一個高層次的多目標優化方法，要解決這個問題是要找到白天和夜間溫度（氣候相關的設定值）和電導率的參考軌跡管轄的溫室作物生長的問題（ fertirrigation的相關設定值）。的目標是利潤最大化，果實品質，水分利用效率，這些目前正在培育的國際規則。在過去8年來，獲得在工業溫室的選擇說明結果顯示和描述關鍵字 分層農業;系統，過程控制，優化方法;產量優化 1。介紹 現代農業是時下在品質和環境影響方面的規定，因此，它是一個自動控制技術的應用已在過去幾年增加了很多（[法卡斯，2005和Sigrimis，2000] [Sigrimis 等。，2001]，[Sigrimis和國王，1999]和Straten等。，2010]）。溫室生產agrosystem的是一個複雜的物理，化學和生物過程，同時發生，反應不同的回應時間和環境因素的模式，特點是許多相互作用（Challa及Straten，1993年），必須以控制種植者獲得最好的結果。作物生長過程是最重要的，主要是由周圍環境的氣候變數（光合有效輻射PAR - ，溫度，濕度，和內空氣中的二氧化碳濃度）的影響，水和化肥，灌溉，蟲害和疾病提供的金額，如修剪和處理他人之間的農藥和文化的勞動力。溫室是理想的增長，因為它構成一個封閉的環境，氣候和fertirrigation變數在可控制的作物。氣候和fertirrigation是兩個獨立的系統不同的控制問題和目標。經驗，不同的作物品種的水分和養分的要求是已知的，事實上，自動化系統控制這些變數。另一方面，市場價格波動的影響和環境的規則，以提高水的利用效率，減少化肥殘留在土壤中（如硝酸鹽含量）是考慮到其他方面。因此，最優在溫室agrosystem的生產過程可概括為達到以下目標的問題：優化作物生長（與品質更好，更大的生產），減少成本（主要是燃料，電力，化肥）副減少殘留（主要是農藥和土壤中的離子），水分利用效率的提高。許多方法已經被應用到這個問題，例如，與溫室氣候管理中的最優控制領域，如處理（1993）challa和麵包車Straten的Seginer和謝爾（1993年），凡Straten 等。（2010），Tantau（1993），或基於人工智慧技術（[法卡斯，2003]，[雷羅等，2008]，[馬丁 - Clouaire等。，1996]和[森本和橋本龍太郎，2000年] ）。溫室生產agrosystem的處理採用分層控制結構（Challa [和麵包車Straten的，1993年，Rodriguez等人，2003年，羅德裏格斯等人，2008年已被普遍]和[1993]）Tantau，該系統應該被劃分成不同的時間尺度和控制系統被劃分成不同的層次，
大棚监控系统设计方案-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
农业温室大棚监控系统设计方案 一、概述 .......................................................................................................... 错误!未定义书签。 二、项目需求 .................................................................................................. 错误!未定义书签。 三、系统架构设计 .......................................................................................... 错误!未定义书签。 四、大棚现场布点 .......................................................................................... 错误!未定义书签。 五、平台软件 .................................................................................................. 错误!未定义书签。光照度传感器................................................................................................... 错误!未定义书签。 1 、简介............................................................................................................ 错误!未定义书签。 2、用途 ............................................................................................................ 错误!未定义书签。 3、技术参数..................................................................................................... 错误!未定义书签。 4、安装与使用................................................................................................. 错误!未定义书签。
温室大棚中温室自动化控制系统解决方案设计 温室自动化控制系统简介 温室自动控制系统是专门为农业温室、农业环境控制、气象观测开发生产的环境自动控制系统。可测量风向、风速、温度、湿度、光照、气压、雨量、太阳辐射量、太阳紫外线、土壤温湿度等农业环境要素，根据温室植物生长要求，自动控制开窗、卷膜、风机湿帘、生物补光、灌溉施肥等环境控制设备，自动调控温室内环境，达到适宜植物生长的范围，为植物生长提供最佳环境。 智能温室自动化控制系统是根据温室大棚内的温湿度、土壤水分、土壤温度等传感器采集到的信息，接到上位计算机上进行显示，报警，查询。监控中心将收到的采样数据以表格形式显示和存储，然后将其与设定的报警值相比较，若实测值超出设定范围，则通过屏幕显示报警或语音报警，并打印记录。 系统组网络以及通讯协议 （1）系统组网络组成 根据工艺运行的需求，我们做如下的网络系统设计：网络采用以太网络设计。每个站作为一个网络节点。这个网络采用性能可靠的工业以太网。可以将办公网络、自动控制网络无缝结合到该网络环境，实现“多网合一”。 整个系统可承载的数据分成如下的几个部分： 1：工业控制数据 2：采集数据 3：工业标准的MODBUS总线通讯 （2）组网特点 自动化控制系统是开放的控制系统，除了具有良好的网络通讯能力外，还具有与其它控制系统通讯功能和标准的对外通讯接口，以后可以任意扩展控制系统。 整个系统采用多级网络结构，即生产管理网和生产控制网，将过程实时数据、运行操作监视数据信息同非实时信息及共享资源信息分开，分别使用不同的网络。有效地提高了通讯的效率，降低了通讯负荷。 （3）采用的通讯协议
Modbus协议是应用于自动控制器上的一种通用协议。通过此协议，控制器相互之间、控制器经由网络(例如以太网)和其它设备之间可以通信。它已经成为一种通用工业标准。 现代农业大棚控制系统 （1）控制系统概述 随着社会经济的发展，设施农业作为农业可持续发展的一个重要途径，已经越来越受到世界各国的重视，而设施农业中问世工程的建设与发展是都市型发展的重要组成部分，是设施农业发展的高级阶段。希望通过改变植物生长的自然环境、．创造适合植物最佳的生长条件，避免外界恶劣的气候，达到调节产期，促进生长发育、防治病虫害等目的。 远程大棚监控系统是一种用于家庭、仓库(厂房、花棚和塑料薄膜大棚)内环境温湿度监控及控制的全自动远程智能调节系统。它通过控制加热器及制冷器(通风)对温度进行自动调节，同时通过控制加湿机及除湿机的工作自动调节环境的相对湿度，使环境的温度和湿度达到适宜的范围。 （2）大棚环境特点与调控 大棚因有塑料薄膜覆盖，形成了相对封闭与露地不同的特殊小气候。进行蔬菜大棚栽培，必须掌握大棚内环境的特点，并采取相应的调控措施，满足蔬菜生长发育的条件，从而获得优质高产。 大棚内环境条件： 1、光照 2、温度： 3、空气湿度 4、空气二氧化碳浓度 5、土壤湿度： （3）现代化大棚远程控制工艺 本方案使用腾控系列系列高速32位控制器、高性能温度湿度以及氧气传感器、视频设备等硬件通过目前的高速光纤网络建造一个现代化农业用温室大棚环境监控系统。本系统可自动监测调节农作物环境的温湿度、光照、O2浓度、通风、卷帘升降、滴灌控制、门禁、巡更等参数，通过HMI输出帮助种植者作全面
1 引言 1.1 課題背景及研究意義 中國農業的發展必須走現代化農業這條道路，隨著國民經濟的迅速增長，農業的研究和應用技術越來越受到重視，特別是溫室大棚已經成為高效農業的一個重要組成部分。現代化農業生產中的重要一環就是對農業生產環境的一些重要參數進行檢測和控制。例如：空氣的溫度、濕度、二氧化碳含量、土壤的含水量等。在農業種植問題中，溫室環境與生物的生長、發育、能量交換密切相關，進行環境測控是實現溫室生產管理自動化、科學化的基本保證，通過對監測數據的分析，結合作物生長發育規律，控制環境條件，使作物達到優質、高產、高效的栽培目的。以蔬菜大棚為代表的現代農業設施在現代化農業生產中發揮著巨大的作用。大棚內的溫度、濕度與二氧化碳含量等參數，直接關係到蔬菜和水果的生長。國外的溫室設施己經發展到比較完備的程度，並形成了一定的標準，但是價格非常昂貴，缺乏與我國氣候特點相適應的測控軟體。而當今大多數對大棚溫度、濕度、二氧化碳含量的檢測與控制都採用人工管理，這樣不可避免的有測控精度低、勞動強度大及由於測控不及時等弊端，容易造成不可彌補的損失，結果不但大大增加了成本，浪費了人力資源，而且很難達到預期的效果。因此，為了實現高效農業生產的科學化並提高農業研究的準確性，推動我國農業的發展，必須大力發展農業設施與相應的農業工程，科學合理地調節大棚內溫度、濕度以及二氧化碳的含量，使大棚內形成有利於蔬菜、水果生長的環境，是大棚蔬菜和水果早熟、優質高效益的重要環節。目前，隨著蔬菜大棚的迅速增多，人們對其性能要求也越來越高，特別是為了提高生產效率，對大棚的自動化程度要求也越來越高。由於單片機及各種電子器件性價比的迅速提高，使得這種要求變為可能。當前農業溫室大棚大多是中小規模，要在大棚內引
随着温室大棚近年来的发展，农业智能温室大棚控制系统也被广泛的应用，该监控系统充分应用现代信息技术，集成软件、物联网技术、音视频技术、智能控制、3S技术、无线通信技术及专家智慧与知识，实现大棚控制各关键环节的信息化、标准化，是云计算、物联网、地理信息系统等多种信息技术在大棚控制中综合、的应用，实现更完备的信息化基础支撑、更透彻的农业信息感知、更集中的数据资源、更广泛的互联互通、更深入的智能控制、更贴心的公众服务。 【温室大棚控制系统作用】 （农业温室大棚智能控制系统构架-图例） 农业智能温室大棚控制系统可以实时远程获取温室大棚内部的空气温湿度、土壤水分温度、二氧化碳浓度、光照强度及视频图像、通过模型分析，自动控制温室湿帘风机、喷淋灌溉、内外遮阳、顶窗侧窗、加温补光等设备。同时，系统还可以通过手机、计算机等信息终端向管理者发送实时监测信息、
报警信息，以实现温室大棚智能化远程管理，充分发挥物联网技术在设施农业生产中的作用，保证温室大棚内环境适宜作物生长，实现精细化的管理，为作物的高产、生态、安全创造条件，帮助客户提率、降低成本、增加收益。 【温室大棚控制系统组成部分】 （农业温室大棚智能控制系统-图例） 一、智能控制 通过控制系统，可以对农业生产区域内各种设备运行条件进行设定，当传感器采集的实时数据结果超出设定的阈值时，系统会自动通过继电器控制设备或模拟输出模块对温室大棚自动化设备进行控制操作，如自动喷洒系统、自动换气系统等，确保温室内为植物生长适宜环境。 常用的现场设备包括灌溉设备、风机、水帘、遮阳板等，这些设备均可以通过信号线进行控制，服务
器发送的指令被转化成控制信号后即可实现远程启动/关闭现场设备的运转。 用户通过点击界面上的按钮即可完成启动/关闭现场设备的指令发送。 除了手工进行指令的发送之外，系统还能够根据检测到的环境指标进行自动控制现场设备的启动/关闭。用户可以自定义温湿度、光照、CO2浓度等指标的上限值、下限值，并定义当指标超过上限或者下限时，现场设备如何响应（启动/关闭）；此外，用户可以设置触发后的设备工作时间。 建立手机系统，客户直接采用微信客户端就可以控制和查看实时数据，手机端具有手动启动、关闭电磁阀，水泵等设备功能。 二、视频监控 （农业温室大棚智能控制系统-图例） 通过在农业生产区域内安装高清摄像机置，对包括种植作物的生长情况、投入品使用情况、病虫害状况情况进行实时视频监控，实现现场无人职守情况下，种植者对作物生长状况的远程在线监控，农业专家远程在线病虫害作物图像信息获取，质量监督检验检疫部门及上主管部门对生产过程的有效监督和及时干预，以及信息技术管理人员对现场数据信息和图像信息的获取、备份和分析处理。
毕业设计开题报告 一．选题的依据、意义和理论或实际应用方面的价值 随着农业现代化的发展，设施园艺工程因其涉及学科广、科技含量高、与人民生活关系密切，己越来越受到世界各国的重视。这也为我国大型现代化植物大棚的发展提供了极好的机遇，并产生巨大的推动作用。我国的现代化植物大棚是在引进与自我开发并进的过程中发展起来的。温室大棚是一种可以改变植物生长环境、为植物生长创造最佳条件、避免外界四季变化和恶劣气候对其影响的理想场所。实现温室大棚环境智能控制的目的是主动地调节温度、湿度、光照和二氧化碳气体浓度等环境因素，以满足作物最佳生长环境的要求。其中，温湿度是最重要的环境因数。目前，我国绝大多数温室大棚设备都比较简陋，温室大棚环境仍然靠人工根据经验来管理。环境因素的自动调节和控制的研究正处于起步阶段，已严重影响了设施农业的大力发展。特别是北方地区因其纬度高，寒冷季节长，四季温差和昼夜温差较大，不利于作物生长，目前应用于温室大棚的温湿度检测系统大多采用传统的温湿度检测。这种温湿度采集系统需要在温室大棚内布置大量的测温电缆和湿度传感器，才能把现场传感器的信号送到采集卡上，安装和拆卸繁杂，成本也高。同时线路上传送的是模拟信号，易受干扰和损耗，测量误差也比较大，不利于控制者根据温度变化及时做出决定。在这样的形式下，开发一种实时性高、精度高，能够综合处理多点温度信息的测控系统就很有必要。 二．本课题在国内外的研究现状 我国的现代化温室是在引进与自我开发并进的过程中发展起来的。国外对温室环境控制技术研究较早，始于20世纪70年代。先是采用模拟式的组合仪表，采集现场信息并进行指示、记录和控制。80年代末出现了分布式控制系统。目前正开发和研制计算机数据采集控制系统的多因子综合控制系统。现在世界各国的温室控制技术发展很快，一些国家在实现自动化的基础上正向着完全自动化、无人化的方向发展。目前，一些经济发达的国家和地区已经研制并实现计算机自动控制的现代化高科技温室，并且形成了令人惊羡的植物土厂。而我国的温室系统属于半开放系统，温室内环境控制水平比较低，仍靠人工根据经验来管理。而且，国内的控制系统主要用于单因子控制，因而设施现代化水平低，对温室环境的调控能力差，产品的质量和产量难以得到保证。正是这些塑料大棚和日光温室对于解决城乡人民的蔬菜供应发挥着主力军的作用。 三．课题研究的内容及拟采取的方法 本设计以AT89C51 单片机的温度、湿度测量和控制系统为核心来对温湿度进行实时巡检。单片机能独立完成各自功能，同时能根据主控机的指令对温度
农业大棚环境监控系统方案 2014.9
一简介 (3) 二农业大棚环境监控概述 (3) 三背景与需求 (4) 四系统的组成 (4) 1）总体架构 (4) （2）系统有两种典型配置结构 (4) （3）传感信息采集 (5) 五大棚监测点现场分布 (6) 六系统的软件 (7) 七常用的传感器 (8) 1、空气温湿度传感器 (8) 2、土壤温度传感器 (8) 3、土壤水分传感器 (8) 4、CO2含量传感器 (9) 5、NH3含量传感器 (9) 6、光照度传感器 (9)
一简介 近年来，温室大棚种植为提高人们的生活水平带来极大的便利，得到了迅速的推广和应用。种植环境中的温度、湿度、光照度、CO2浓度等环境因子对作物的生产有很大的影响。传统的人工控制方式难以达到科学合理种植的要求，目前国内可以实现上述环境因子自动监控的系统还不多见，而引进国外具有多功能的大型连栋温室控制系统价格昂贵，不适合国情。 针对目前大棚发展的趋势，提出了一种大棚智能监控系统的设计。根据大棚智能监控的特殊性，需要传输大棚现场参数给管理者，并把管理者的命令下发到现场执行设备，同时又要使上级部门可随时通过互连网或者手机信息了解区域大棚的实时状况。基于GPRS的智能大棚监控系统使这些成为可能。 二农业大棚环境监控概述 农业温室大棚监控系统通过实时采集农业大棚内空气温度、湿度、光照、土壤温度、土壤水分等环境参数，根据农作物生长需要进行实时智能决策，并自动开启或者关闭指定的环境调节设备。通过该系统的部署实施，可以为农业生态信息自动监测、对设施进行自动控制和智能化管理提供科学依据和有效手段。 开拓者kitozer系列的农业温室大棚监控及智能控制解决方案是通过可在大棚内灵活部署的各类无线传感器和网络传输设备，对农作物温室内的温度，湿度、光照、土壤温度、土壤含水量、CO2浓度等与农作物生长密切相关环境参数进
2016-5-23
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reenhouse Operation & Management
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reenhouse Operation & Management
? 现代化温室：内部环境条件或部分环境条件能够自动控 制，基本上不受自然条件下灾害性天气和不良环境条件 的影响，能周年全天候进行生产的大型连栋温室，又称
十一 温室气候控制系统 十
智能温室。
? 加温/降温、补光/遮光、加湿/降湿、通风等机械设备 ? 相应的环境传感器和温室气候管理程序，通过预先设定 的程序控制各机械设备的运作，达到自动控制的目的
Floriculture, BF Univ.
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? 温室环境控制：通过一系列的操作，创造预期的最佳环 境 ? 温室环境控制系统包括调控环境有关的软、硬件 ? 经历了以下几个过程： —— 人工操作 —— 手动控制系统 —— 模拟控制系统 —— 计算机控制系统 —— 计算机环境管理系统
Floriculture, BF Univ. Floriculture, BF Univ.
? 1962年，开始尝试进行温度、光照和CO2的自动控制 ? 20世纪70年代，台式电脑出现后得以实现 展 向 将 长模 合 管 ? 发展方向：将植物生长模型整合到温室生产的管理经 济决策中
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reenhouse Operation & Management
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3. 模拟控制系统（Analog controls） 1. 手动控制系统 由继电器、接触器、限位开关等电器元件组成 2 自动调温器（Thermostat） 2. ——开关式自动调温器 ——渐变式自动调温器（如：行程开关） 一般用于单个设备的调控
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包括：渐变式自动调温器或电子传感器、信号放大 器、电子逻辑电路 —— 可将较多的环控设备协调起来，全方位控制温 室各环境因子 ——一般用于小规模单分区温室；扩展性差 ——成本低
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现代温室环境智能控制发展研究 智能控制技术的应用越来越广泛，文章以智能控制技术作为研究基础，对现代的温室环境智能控制系统的拓扑结构、智能控制技术在当前现代温室环境中的发展现状进行研究，探索新型的温室内环境和生物信息的获取方式，为实现温室内的动植物生理指标的智能控制、智能控制系统硬件的配置和结构上的优化提供研究的依据。 标签：现代温室；智能控制；温室环境 1 概述 “温室”是对“温室效应”的一种利用，当动植物如果不适合在寒冷季节里在陆地上进行种植和生产，那么依靠对室内的温度进行控制，可以通过温度环境的人工创造和控制来满足农作物反季节生产的需求。随着科学技术的不断发展，对于温室生产的相关技术研究也越来越多，特别是在农业科学领域、管理科学领域等方面进行应用，现代温室的创造改变了过去动植物生产环境和时空上的界限，在水产养殖、蔬菜种植、花卉种植等方面都已經取得了一定的成绩。 温室环境的控制包含有三种方式，人工控制、自动控制和智能控制。在我国不同的领域都有控制方式的应用，在温室环境的应用中大多采用的是自动控制。对于现代的温室环境控制可以说是对智能控制的一种前瞻性的研究。我国的自然科学基金委研究项目“工厂化农业”、“温室环境智能控制关键技术的研究与开发”等项目都是在经济探索现代温室环境的智能控制技术。 2 智能控制技术概况 智能控制技术作为直接性控制技术的一种，是基于大量的研究经验的基础上所发展起来的一项控制技术，是对于人工智能、运筹学等理论的综合运用，通过控制系统技术来完成控制。 智能控制在进行处理工作时，具有非线性、不确定性等主要特点。优异的智能控制系统可以实现对一般控制要求的基础上，还能够具备自组织、自结构等特点和能力。智能控制系统如果具有了自学习系统，那么可以对周边的位置环境进行模拟和学习，依靠所储存的知识和经验来提升自己的控制能力。自适应系统可以让系统实现控制对象在动力方面的变化，更好的适应周边环境的变化。自组织系统能够帮助智能控制系统实现对复杂信息的组织和协调，让系统能够在规定的范围内灵活的开展活动。自结构能够帮助智能控制系统对自身的结构、参数、数据等内容进行调整，并让系统可以加入学习机制来实现对需要学习的内容和数据的搜集，让系统具备一定的学习和整理功能，实现对系统知识的解释。在系统运行的初期阶段，系统并不具备调整规则，但是可以通过设置规则来让系统具备学习的能力。
清华大学 毕业设计（论文） 题目基于PLC的大棚温度自动控制 系统设计 系（院）自动化系 专业电气工程与自动化班级2009级3班 学生姓名雷大锋 学号2009022321 指导教师王晓峰 职称副教授 二〇一三年六月二十日
独创声明 本人郑重声明：所呈交的毕业设计(论文)，是本人在指导老师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议。据我所知，除文中已经注明引用的内容外，本设计（论文）不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。 本声明的法律后果由本人承担。 作者签名: 年月日 毕业设计（论文）使用授权声明 本人完全了解滨州学院关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定。 本人愿意按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版，同意学校保存学位论文的印刷本和电子版，或采用影印、数字化或其它复制手段保存设计（论文）；同意学校在不以营利为目的的前提下，建立目录检索与阅览服务系统，公布设计（论文）的部分或全部内容，允许他人依法合理使用。 （保密论文在解密后遵守此规定） 作者签名: 年月日
基于PLC的大棚温度自动控制系统设计 摘要 大棚温度自动控制系统是一种为作物提供最好环境、避免各种棚内外环境变化对其影响的控制系统。该系统采用FX2N系列PLC作为下位机，PC机作为上位机，采用三菱D-720通用变频器,采用温度、湿度、光照传感器采集现场信号，这些模拟量经PLC转化为数字信号，把转化来的数据与设定值比较，PLC经处理后给出相应的控制信号使环流风机、遮阴帘、微雾加湿机等设备动作，大棚温度就能实现自动控制。这种技术不但实现了生产自动化，而且非常适合规模化生产，劳动生产率也得到了相应的提高，通过种植者对设定值的改变，可以实现对大棚内温度的自动调节。 关键词：大棚，温度控制，PLC
物联网温室智能控制系统的应用案例 在全国各地区，现代化的农场种引进物联网技术是时代发展的需要，也是现代科技农业的重要体现。在乌拉特中旗海流图镇设施农业科技示范园区的温室内，物联网温室智能控制系统正在在紧罗密鼓的安装中。 物联网温室智能控制系统通过基于物联网技术对温室内外监测数据的分析，结合作物生长发育规律，利用相关设备，对温室进行实时监控，实现对作物优质、高产、高效的栽培目的。该套智能监控系统具有自动开启关闭卷帘、补光、滴灌等功能，并凭借智能化、自动化控制技术，调节作物的最佳生长环境。种植户可通过电脑、手机等信息终端随时随地查看温室内实时环境监测、预警信息，实现对温室大棚的网络智能化远程管理，充分发挥物联网技术在设施农业生产中的作用。 在地区农业的发展中，引进物联网温室智能控制系统有利于建设该地区的科技农业设施，起到示范作用，也有利于提高地区设施农业生产的科技含量和综合生产水平，促进设施农业现代化发展。另外通过农产品的安全质量追溯，可以改善市民的食品安全条件，增强市民的购买信心，提升农产品的市场竞争力。目前来看，农业物联网技术是现代农业逐步实现智能化、精确化、信息化的有力保障，而随着种植规模的扩大和温室大棚的普及推广，物联网温室智能控制系统将会得到越来越多的应用。 对于规模化的温室种植而言，借助人工管理需要大量人手和时间，并且存在难以避免的 人工误差。物联网技术的应用，真正实现了农业信息数字化、农业生产自动化、农业管理智能化，使温室大棚种植可达到提高产量、改善品质、节省人力、降低人工误差、提高经济效益的目的，实现温室种植的高效和精准化管理。托普温室种植监控系统，改变了传统温室种植管理在技术上的桎梏状态。
图书分类号： 密级： 毕业设计(论文) 智能温室控制系统设计 THE DESIGN OF INTELLIGENT GREENHOUSE CONTROL SYSTEM 学生学号 学生 学院名称 专业名称 指导教师 2012年5月29日
工程学院学位论文原创性声明 本人重声明：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。除文中已经注明引用或参考的容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标注。 本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 论文作者签名：日期：年月日 工程学院学位论文协议书 本人完全了解工程学院关于收集、保存、使用学位论文的规定，即：本校学生在学习期间所完成的学位论文的知识产权归工程学院所拥有。工程学院有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的纸本复印件和电子文档拷贝，允许论文被查阅和借阅。工程学院可以公布学位论文的全部或部分容，可以将本学位论文的全部或部分容提交至各类数据库进行发布和检索，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。 论文作者签名：导师签名： 日期：年月日日期：年月日 摘要
本文提出了一种以51单片机为主控器和射频nRF905为无线收发模块的智能温室控制系统的总体设计方案和实现方法。系统设置了一个主机和两个从机，通过无线通信方式，实现了两个节点的温湿度数据采集。主机通过从机预设的不同地址来实现区分两个节点发送来的温湿度数据。本设计采用nRF905射频模块为无线传输模块，DS18B20为温度传感器模块，DHT11为湿度采集模块从而实现温室的温湿度监测与控制。51单片机和nRF905之间通过模拟高速串口SPI实现双向通信, SPI支持高速数据传输，从而满足了温室温湿度数据的实时传输。用VB6.0中的MScomm控件编写了温湿度接收界面，通过串口将采集到的温湿度数据显示在PC机上。 关键词 STC89C51；nRF905；DS18B20；DHT11
温室自动控制系统 温室自动控制又称温室自动控制系统，是专门为农业温室、农业环境控制、气象观测开发生产的一种环境自动控制系统。 一、系统简介 托普物联网温室自动控制系统可测量风向、风速、温度、湿度、光照、气压、雨量、太阳辐射量、太阳紫外线、土壤温湿度等农业环境要素，根据温室植物生长要求，温室自动控制系统可自动控制开窗、卷膜、风机湿帘、生物补光、灌溉施肥等环境控制设备，自动调控温室内环境，达到适宜植物生长的范围，为植物生长提供最佳环境。 二、应用领域 托普农业物联网温室自动控制系统主要应用于农业温室环境自动控制、高科技农业示范项目、农业科研教育等领域。 三、系统发展历程 1 国外 国外对温室环境控制技术研究较早，始于20世纪70年代。先是采用模拟式的组合仪表，采集现场信息并进行指示、记录和控制。80年代末出现了分布式控制系统。目前正开发和研制计算机数据采集控制系统的多因子综合控制系统。现在世界各国的温室控制技术发展很快，一些国家在实现自动化的基础上正向着完全自动化、无人化的方向发展。像园艺强国荷兰，以先进的鲜花生产技术著称于世，其玻璃温室全部由计算机操作。日本研制的蔬菜塑料大棚在播种、间苗、运苗、灌水、喷药等作业的自动化和无人化方面都有应用。日本利用计算机控制温室环境因素的方法，主要是将各种作物不同生长发育阶段所需要的环境条件输入计算机程序，当某一环境因素发生改变时，其余因素自动作出相应修正或调整。一般以光照条件为始变因素，温度、湿度和CO2浓度为随变因素，使这四个主要环境因素随时处于最佳配合状态。美国和荷兰还利用差温管理技术，实现对花卉、果蔬等产品的开花和成熟期进行控制，以满足生产和市场的需要。英国伦敦大学农学院研制的温室计算机遥控技术，可以观测50km以外温室内的光、温、湿、气和水等环境状况，并进行遥控。
滨州学院 毕业设计（论文）开题报告题目基于PLC温室大棚控制系统设计 系（院）自动化系年级2010级 专业电气自动化技术班级4班 学生姓名石瑞学号1023091219 指导教师王国明职称助教 滨州学院教务处 二〇一三年三月 开题报告填表说明 1.开题报告是毕业设计（论文）过程规范管理的重要环节，是培养学生严谨务实工作作风的重要手段，是学生进行毕业设计（论文）的工作方案，是学生进行毕业设计（论文）工作的依据。 2.学生选定毕业设计（论文）题目后，与指导教师进行充分讨论协商，对题意进行较为深入的了解，基本确定工作过程思路，并根据课题要求查阅、收集文献资料，进行毕业实习（社会调查、现场考察、实验室试验等），在此基础上进行开题报告。 3.课题的目的意义，应说明对某一学科发展的意义以及某些理论研究所带来的经济、社会效益等。 4.文献综述是开题报告的重要组成部分，是在广泛查阅国内外有关文献资料后，对与本人所承担课题研究有关方面已取得的成就及尚存的问题进行简要综述，并提出自己对一些问题的看法。 5.研究的内容，要具体写出在哪些方面开展研究，要突出重点，实事求是，所规定的内容经过努力在规定的时间内可以完成。 6.在开始工作前，学生应在指导教师帮助下确定并熟悉研究方法。 7.在研究过程中如要做社会调查、实验或在计算机上进行工作，应详细说明使用
的仪器设备、耗材及使用的时间及数量。 8.课题分阶段进度计划，应按研究内容分阶段落实具体时间、地点、工作内容和阶段成果等，以便于有计划地开展工作。 9.开题报告应在指导教师指导下进行填写，指导教师不能包办代替。 10.开题报告要按学生所在系规定的方式进行报告，经系主任批准后方可进行下