第1章緒論
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，要在大棚內引人自動化控制系統，改變全部人工管理的方式，就要考慮系統的成本，因此，針對這種狀況，結合郊區農戶的需要，設計了一套低成本的溫濕度自動控制系統。該系統採用感測器技術和單片機相結合，由上位機和下位機構成，採用RS232介面進行通訊，實現溫室大棚自動化控制。
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。
1.2國內外溫室控制技術發展概況
溫室是一種可以改變植物生長環境、為植物生長創造最佳條件、避免外界四季變化和惡劣氣候對其影響的場所。它以採光覆蓋材料作為全部或部分結構材料，可在冬季或其他不適宜露地植物生長的季節栽培植物。溫室生產以達到調節產期，促進生長發育，防治病蟲害及提高品質、產量等為目的。而溫室設施的關鍵技術是環境控制，該技術的最終目標是提高控制與作業精度。
國外對溫室環境控制技術研究較早，始於20世紀70年代。先是採用模擬式的組合儀錶，採集現場資訊並進行指示、記錄和控制。80年代末出現了分佈式控制系統。目前正開發和研製電腦數據採集控制系統的多因數綜合控制系統。現在世界各國的溫室控制技術發展很快，一些國家在實現自動化的基礎上正向著完全自動化、無人化的方向發展。
國內溫室測控技術研究狀況，以集散控制系統和國內溫室測控技術為主，從80年代開始，我國的農業工程科技人員在吸收發達國家高科技溫室生產技術的基礎
上，進行了溫室中溫度、濕度和CO
等單項環境因數控制技術的研究，並逐步推出適
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宜我國經濟發展水準又能滿足不同生態氣候條件需要的溫室產品。
20世紀90年代初期，中國農業科學院農業氣象研究所和蔬菜花卉研究所，研製開發了溫室控制與管理系統，並採用Visual Basic開發了基於windows操作系統的控制軟體。90年代中後期，江蘇理工大學毛罕平等研製開發了溫室軟硬體控制系統，能對營養液系統、溫度、光照、CO
，施肥等進行綜合控制，是目前國產化溫室電腦
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控制系統較為典型的研究成果。可以看出我國溫室設施電腦應用與研究，在總體上正從消化吸收、簡單應用階段向實用化、綜合性應用階段過渡和發展。這些無疑對我國的溫室發展起了積極的作用，但是與國外先進水準相比仍有一定的差距。
1.3 選題的目的和意義
溫室是農業大棚植物栽培生產中必不可少的設施之一，不同種類的植物對溫度及濕度等生長所需條件的要求也不盡相同，為它們提供一個更適宜其生長的封閉的、良好的生存環境，以提早或延遲花期，最終將會給我們帶來巨大的經濟效益。隨著現代科技的發展，電子電腦已用於控制溫室環境。該系統可自動控制加熱、降溫、通風。溫室環境自動化控制系統在大型現代化溫室的利用，是設施栽培高新技術的體現。我國的農業工程科技人員在吸收發達國家高科技溫室生產技術的基礎上，進行了溫室中溫度、濕度和CO
等單項環境因數控制技術的研究，並逐步推出適宜我國經濟發展水
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準又能滿足不同生態氣候條件需要的溫室產品。從而就可以利用電腦控制水、肥和溫室小氣候，自動調溫、調濕、調光，而且結構非常先進，促進了工廠化農業的大發展。
第2章農業大棚環境智能控制的系統方案設計
目前 ,我國農村使用的簡易日光溫室絕大部分採用手動控制 ,生產效率低下 ,單位產品的生產成本偏高。隨著溫室產業的發展 ,溫室作物趨向於多樣化 ,對溫室的控制要求也隨之提高 ,手動控制因其控制精度低已開始不能滿足溫室生產的需求 ,需要設計一種控制器減少手動控制。而當今國內常見的智能溫室系統都是採用工控機,價格昂貴 ,較大部分用戶經濟能力承受不起。因此 ,在系統的設計過程中要充分考慮用戶的經濟承受能力 ,減少溫室設計中的各種成本 ,提高勞動生產率 ,這在溫室上具有較為深遠的意義。為此 ,針對簡易日光溫室對溫度、濕度以及光照度等環境因素的控制要求 ,設計和開發了基於單片機的低成本溫室自動化控制系統。
溫室內氣溫、地溫對作物的光合作用、呼吸作用、根系的生長和水分、養分的吸收有著顯著的影響，因此影響作物生長發育的環境條件中，以溫度最為敏感，也最為重要，對溫室環境控制的研究也是最先從溫度控制開始的。不同種類的作物對溫度的要求是不同的，同一作物在不同發育階段對溫度的要求亦有所不同，而且在同一發育期階段內對溫度的要求也會隨著晝夜變化而呈週期性地變化。一般說來在白天作物進行光合作用需要的溫度較高，晚上維持呼吸作用所需的溫度要低一些。另外溫室內的氣溫要受到太陽輻射強度和室外氣溫變化的影響，在溫室環境自動控制系統的研製中應該考慮到這種情況。作物生長發育適宜的溫度，隨種類、品種、生育階段及生理活動的變化而變化。為了增加光合產物的生成，抑制不必要的呼吸消耗，在一天中，隨著光照強度的變化，實行變溫管理是一種很有效的管理方法。
2.1 控制方案設計
植物的生長是在一定環境中進行的 ,在生長過程中受到環境中各種因素的影響 ,其中對植物生長影響最大的是溫度、濕度和光照度。環境中晝夜的溫度、濕度和光照度的變化大 ,對植物生長極為不利。現代溫室有內外遮陽系統、加溫系統、自然通風系統、濕簾風機降溫系統、補光系統、補氣系統、環流風機、灌溉系統、施肥系統、自動控制系統等常用的環境系統，能夠對植物的生長進行合理的控制 ,而如何才能合理地控制這些配套設備的運作和協同則需要有一套完善的硬、軟體溫室系統進行控制。因此 ,本系統就是利用價格便宜的一般電子器件來設計一個參數精度高 ,控制操
作方便 ,性價比高的應用於農業種植生產的溫室大棚測控系統。該系統由單片機對溫度、濕度等參數進行巡迴測量 ,並對測量的結果進行優化補償 ,並進行調控 ,此外主控制器還可以同時完成系統參數測量 ,數據存儲等，硬體總體設計結構如圖 2.1所示。由圖2.1可知 ,整個系統採用單片機為處理核心 ,通過溫室現有的各種感測器檢測溫室的溫度、濕度、光照度等環境因素 ,經由控制系統傳輸到 CPU 中 ,並與系統設定值進行比較、判斷、處理以及相關數據的存儲。然後將 CPU 處理後各種控制結果傳送到電機和電磁閥等執行機構上 ,從而實現對溫室的控制。溫室獨立控制系統上還包擴各種人機介面和數據傳輸介面 ,實現了人機交換方式以及即時參數的設定。
圖2.1 總體結構圖 2.2 系統硬體結構
整個系統採用模組化設計，硬體結構由感測器和單片機、控制裝置組成，感測器將物理參量轉換為電壓並完成信號的調理，再送人模數轉換器ADC0808 ,由下位單片機AT89C51讀取，單片機將數據通過RS232匯流排送給上位機，上位機設有顯示功能，根據預先設置的參數決定要採取的措施，並將資訊傳給下位機，由下位機控制通風和噴灌裝置，也可以通過鍵盤強制控制。智能溫室大棚控制系統的組成基於兩個方面：單棟溫室大棚控制系統和集約化生產連棟溫室大棚控制系統。後者建立在前者的基礎上，前者適於我國農村個體經營的現狀。對於單棟溫室大棚控制系統，設置了獨立的主控電腦（上位機）
串行通信介面
數據採集/控制器2 數據採集/控制器3
數據採集/控制器1 光照感測器 濕度感測器 溫度
感測
器 光控驅動器
濕控驅動器 溫控驅動器
控制和顯示等功能，並設置了RS-232 和 RS-485通訊介面，便於和上位機通信，實現集散控制系統，其模式如圖2.2。另外，在設計過程中考慮到農生產的特點，每個系統的各部分介面都作了模組化設計，並增加備用介面和功能，便於大棚生產重建和生產場地的變化，也增加了系統的通用性，擴大了適用範圍。
圖2.2 集散控制系統實現
2.3 溫室大棚的硬體組成
2.3.1 感測器
本系統設計了對與作物生長發育有關的環境溫度、濕度、光照度、CO2含量及土壤水量等參數進行採集的功能，實現溫室大棚內各種參數的數據採集任務，感測器負責對溫室環境因數的採集，將採集信轉換為0-5伏的電壓信號，送入ADC0809, 再經過數模轉換, 供單片機使用，而使用的各種類型感測器，分別介紹如下：
1. 溫度感測器
DS18B20溫度感測器的選擇餘地較大可選用集成溫度感測器鉑電阻感測器及數字式感測器本系統採用廣州市科技發展公司自動化研究室生產的“可選通式溫度感測器”型號為KSG。優點是內置選通碼和數字信號傳輸，測溫範圍為-10℃-50℃，精度為：≤0.3℃，適用於遠距離傳輸。
2.濕度感測器
溫室的濕度如果能控制在一定範圍內，則可以大大降低雙黴病、炭黴病及疫害病的發病率。本系統的濕度感測器選用濕度感測器HS1101, 該感測器採用熱固,聚脂電容式傳感頭, 同時在內部集成了信號處理功能電路。
3. 光照感測器
光照感測器RHD-18選用矽太陽能電池的感應元件及濾光系統構成光照感測器, 該感測器將0-150000LX的光照信號轉換為電壓信號，此信號經運放電路放大為0ⅴ
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
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
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
物联网温室大棚智能化系统
解决方案
目录
1、设计原则.............................................................................................................................................. 3 2、设计依据.............................................................................................................................................. 3 3、系统简介.............................................................................................................................................. 4 3、系统架构.............................................................................................................................................. 5 4、系统组成.............................................................................................................................................. 6
结构图................................................................................................................................................ 6 现场的监测设备： ........................................................................................................................ 7 智慧大棚系统结构： .................................................................................................................... 7 智慧农业大棚系统介绍 ................................................................................................................ 8 温度控制系统 ............................................................................................................................ 8 通风控制系统 ............................................................................................................................ 8 光照控制系统 ............................................................................................................................ 9 水分控制系统 ............................................................................................................................ 9 湿度控制系统 .......................................................................................................................... 10 视频监控系统 .......................................................................................................................... 10 控制系统平台： .......................................................................................................................... 10 应用软件平台：.......................................................................................................................... 11 视频监控系统：.......................................................................................................................... 11 农业溯源系统.............................................................................................................................. 12 种植环节： .............................................................................................................................. 12 物流环节： .............................................................................................................................. 12 其他：...................................................................................................................................... 12 室外气象观测站.......................................................................................................................... 13
5、系统特点............................................................................................................................................ 14 预测性：...................................................................................................................................... 14 强大的扩展功能：...................................................................................................................... 14 完善的资料处理功能：.............................................................................................................. 14 远程监控功能：.......................................................................................................................... 14 数据联网功能：.......................................................................................................................... 14
6、项目定位............................................................................................................................................ 14 7、控制逻辑............................................................................................................................................ 16
温度控制...................................................................................................................................... 16 控制要素： .............................................................................................................................. 16 控制设备： .............................................................................................................................. 16 控制方式： .............................................................................................................................. 16
降温控制过程：.......................................................................................................................... 16 在软件中可以设定温度默认正常的上下限的值 .................................................................. 16 温度超过设定上限时 .............................................................................................................. 16
增温控制过程：.......................................................................................................................... 16 空气湿度控制.............................................................................................................................. 16
控制要素： .............................................................................................................................. 16 控制设备： .............................................................................................................................. 17 控制方式： .............................................................................................................................. 17 增湿控制过程：.......................................................................................................................... 17 在软件可设定湿度默认正常的上下限的值； ...................................................................... 17 湿度低于设定下限时： .......................................................................................................... 17 除湿控制过程：.......................................................................................................................... 17
现代温室大棚智能设计控制系统 设计报告 项目编号： 指导教师： 组员：
摘要 本设计从使用简单、调整方便和功能完备出发，采用LPC1114处理器，开发了全程菜单操作环境，以LCD12864液晶显示，采用UAN-480射频无线传输数据。具有全中文提示和参数显示设置，4×4行列式键盘输入，采用了DS18B20温度传感器、DHT11湿度传感器和MG811二氧化碳传感器，实现对温室大棚的检测。具有DS1302实时时钟显示，人工设定温室大棚环境条件，当温室大棚环境发生改变时，系统自动记录检测数据，通过GSM模块实现短消息报警，并自动控制风机和除湿机工作，进行温室大棚的降温和除湿，及植物浸水检测。配备无线烟感、无线门禁和水浸检测器输入，增强了仓库防火防盗的能力，与移动网络的结合实现无人值守。 关键词：LPC1114；LCD液晶；GSM；UAN-480 Abstract This design from the simple to use, easy to adjust and complete functions, adopting LPC1114 processor, developed a full menu operating environment to LCD12864 liquid crystal display, a full Chinese display prompts and parameters set, 4 ×4 determinant keyboard input, using the DS18B20 temperature sensor, DHT11 humidity sensors and MG811 carbon dioxide sensor to realize the detection storage environment. With the DS1302 real time clock display, manual settings warehouse storage environmental conditions, when the storage environment changes, the system automatically records test data, through the GSM module for SMS alarm, and automatic control of fans and dehumidifiers work, the grain depots in the cooling and dehumidification. Equipped with a wireless smoke detector, flood detector, wireless access and input, and enhance the warehouse fire, water and security capacity, and the combination of mobile networks to achieve unattended. Key words: LPC1114; LCD; GSM; Wireless inpu
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，
温室大棚温湿度测控系统设计 [摘要]随着计算机应用技术的发展，用计算机控制的方面也涉及到各个领域，其中在塑料大棚内用单片机控制温度、湿度是应用于实践的主要方面之一。这对于农作物的生长发育有非常大的促进作用，它可以避免因为外面气候的剧烈变化对农作物造成的伤害，而使农作物能够在一个最适合它的温度、湿度的环境中生长发育，从而可以促进作物健康生长，抑制微生物的危害，提高产量，增加经济效益。本设计由AT89S52单片机，温度检测电路，湿度检测电路，控制系统，报警电路，采用LCD12864作为显示电路组成；温度检测和湿度检测采用DHT90温湿度传感器采集信息，将其采集到的数字信号传入AT89S52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和湿度的显示功能，对大棚内环境温度和湿度的预设功能。 [关键词]温度检测、湿度检测、控制系统、报警系统
Design in Greenhouse Temperature and Humidity Monitoring System XX Tutor: xxx Abstract: With the development of computer application technology, the computer-controlled areas are also involved, including the plastic canopy temperature using SCM and humidity is one of the main aspects used in practice. This crop growth and development of a very large role in promoting, it could avoid severe climate change outside the damage to crops, Er Shi crops it can be one of the most suitable temperature and humidity of the environment, growth and development, which can promote healthy crop growth, inhibition of microbial hazards, increase productivity, increase economic benefits. The design by the AT89S52 microcontroller, temperature detection circuit, humidity detection circuit, control system, alarm circuit, as shown by LCD12864 circuit; temperature measurement and humidity detected by DHT90 temperature and humidity sensors to collect information, its collection to the digital signal incoming A T89S52 SCM, SCM by comparing the input temperature and set temperature to control fan or electric drive circuit, when the studio, the set temperature range, the microcontroller does not send fan or electric action, realized in the canopy and the plant growth and soil and air temperature humidity detection, monitoring, and can exceed the normal temperature and humidity range of state of real-time processing, so a good greenhouse environment control. The design also features display of temperature and humidity, ambient temperature and humidity of the shed by default. Key words: temperature testing, humidity testing, control system, alarm system.
智能温室大棚系统软件需求分析说明书 小组成员：物联网12001 梁树强 物联网12001 于吉满 物联网12001 卜浩圻
目录 1.软件介绍3 2. 软件面向的用户群体 (3) 3. 软件应当遵循的规或规 (3) 4.软件围3 5. 软件中的角色3 6.软件的功能性需求4 6.0功能性需求分析4 6.0.1经管员功能性需求分类4 6.0.2用户功能性需求分类4 6.1 系统经管员功能细化5 6.2 用户功能细化6 7.系统功能模块用例图10 7.1系统经管员功能模块用例图10 7.2用户功能模块用例图11 8.软件的非功能性需求13 8.1 用户界面需求13 8.2 软硬件环境需求13 8.3 软件质量需求13 9.参考文献13
1.软件介绍 （1）该软件是智能温室大棚系统 （2）软件开发背景：随着社会和经济的发展，人们对物质生活的需求越来越高。中国人口众多，人均耕地面积很少，如何提高农作物产量，实行耕地面积利用率的最大化十分重要。为了提高单位面积上农作物的产量，国外纷纷提出了自己的智能温室大棚系统设计方案。所谓的智能温室大棚系统设计就是通过现代科学技术手段，调节农作物生长所需的各种环境条件，主要有光照、温度、土壤湿度、二氧化碳浓度这4个环境参数，从而使农作物处于最佳的生长环境中，进而最大幅度地提高农作物的产量。而开发此系统正是利用现代科技，来科学有序的发展农业，让人们从繁重的体力劳动中解放出来，体验到科技带来的快乐。 2.软件面向的用户群体 适应群体：以农作物为主要经济来源的企业或者个体劳动者，特别适合拥有多个温室大棚用来种植作物的用户。 该系统的开发，最大的好处是更加科学的经管温室大棚，细致化的从温度，湿度，二氧化碳浓度等可靠数据来分析和制定作物的更加适宜的环境。智能化的使用方法让用户对温室大棚的经管更加省时，省力，使使用者最终获得更大的收益。 3.软件应当遵循的规或规 1．数据库要求规完整，有系统崩溃手动恢复的功能 2．要求该软件的可扩展性好。 3．要求该软件整体的安全性强 4．要求该软件采集的数据准确性要高。 5．要求该软件组建的无线传感网稳定，安全性高。 4.软件围 本系统用C/S架构，安全性能和维护性高，并且用java语言对此系统进行的开发，移植性好。适合用户在不同的平台运行，灵活可靠，更加符合在温室大棚不同的设备硬件上进行移植。 5.软件中的角色 5.1经管员
现代智能玻璃温室工程设计方案 寿光远中农业科技有限公司 2018年1月
目录 一、温室概况 二、温室土（基）建工程 三、温室主体 四、遮阳系统 五、风机湿帘降温系统 六、湿帘电动外翻窗系统
一、温室概况 本项目为自能控温室，本方案以温室跨度12米，开间4米，肩高4米，顶高4.95米，外遮阳高5.5米，面积2592㎡，规格为宽72米，长36米，顶部采用特制顶部专用优质双层8mm厚PC板覆盖，四周采用5+6+5钢化玻璃覆盖，工程除主体骨架、点式基础、围裙墙、温室排水等系统工程外，还配置自动顶开窗通风系统、内遮阳系统、外遮阳系统、风机/湿帘风机降温系统、栽培床系统、灌溉系统、内循环风机、红外线供暖系统、计算机控制系统、补光照明系统等，业主需要配合完善内部基础工程、蓄水池（罐）、内外地排水系统等系统工程。 设计理念为“坚持科学、实用原则；坚持提高土地资源使用率、节能、节水、高效的原则，坚持温室结构用材以及设备选购先进、可靠、适用的原则。” 本方案拟以72米×36米温室为参照分析。
二、温室土（基）建工程（常规由业主自行完成） 1、点式基础工程 温室持力层容许承载力标准值≥100kPa，地下稳定水位在±0.000下900mm进行设计和做预算，基础埋置深度为±0.000下不小于1000mm；如果特殊地质情况，与设计依据不符，将对基础图纸及预算做相应调整。 钢筋混凝土独立基础共128个，采用C20/C25钢筋混凝土基础，现场浇铸，附温室立柱预埋件，内部加12号钢筋不小于800mm长4根，用10号钢筋扎笼，扎束间距为200mm；基础高1200mm，上部尺寸为：300mm(长)×300mm(宽)，高1050mm，下部呈正方形，700mm(长)×700mm(宽)，高150mm，；基础开挖至设计标高，基底素土3:7灰土层不低于100mm，夯实后压实系数不小于0.97，独立基础允许偏差不超过设计标高向地平高±10mm。 2、围裙墙 围裙墙采用24墙，立柱50公分以下全部砌筑完，地下部分深30公分，将素土夯实，5公分混凝土垫层，内外粉覆。 3、内外地排水系统 外排水采用暗管或明沟加盖板，每50-80米设立一个沉沙井，内排水根据温室用途确定，常规采用炉渣水泥砖砌排水沟，外加盖板，形成暗沟，设立尘沙井，根据每个区域的规划确定，原则是随内部主道走向，衔接于主道边上即可。 三、温室主体 1、主体结构（温室型号） sg-PCK-12.0-4.0-2.2型玻璃＋PC板Venlo温室。 2、性能指标 (1)抗风载荷：0.60KN/m2 (2)抗雪载荷：0.50KN/m2
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
温室大棚自动控制系统设计毕业论文目录 第一章绪论 (1) 1.1温室大棚自动控制技术发展的背景 (1) 1.2温室大棚在国外的发展概况 (1) 1.3温室控制系统研究与开发的意义 (3) 第二章设计方案 (4) 2.1方案论述 (4) 2.1.1系统设计任务 (4) 2.2温室大棚自动控制系统设计方案 (5) 2.2.1基于PLC为基础的温室大棚自动控制系统设计 (5) 2.2.2基于单片机为基础的温室大棚自动控制系统设计 (6) 第三章硬件设计 (9) 3.1 PLC的简介 (9) 3.1.1 PLC的概述 (9) 3.1.2基本结构 (9) 3.1.3工作原理 (10) 3.1.4功能特点 (11) 3.1.5选型规则 (12) 3.1.6西门子S7- (15) 3.2温度传感器 (16) 3.2.1温度控制 (16) 3.2.2 DS18B20的主要特性 (17) 3.3湿度传感器 (17) 3.3.1 湿度定义 (17) 3.3.2湿度传感器的分类 (18) 3.3.3 TRS-1 土壤水分传感器 (19) 3.4光照强度传感器 (20) 3.4.1光照强度传感器的简介 (20)
3.3.2 HA2003 光照传感器 (21) 3.5二氧化碳浓度传感器 (22) 3.5.1 二氧化碳浓度传感器的工作原理 (23) 3.5.2 GRG5H 型红外二氧化碳传感器 (24) 3.6 EM 235模拟量输入模块 (25) 3.7 温室自动控制系统的控制量与控制措施 (26) 3.7.1 灌溉系统 (26) 3.7.2 温度控制 (27) 3.7.3 湿度控制 (27) 3.7.4 光照强度控制 (27) 3.7.5 二氧化碳控制 (27) 3.8硬件总体设计 (28) 3.8.1 I/O分配表 (28) 3.8.2硬件接线图 (29) 第四章系统软件设计 (30) 4.1 软件结构 (30) 4.2温度控制软件设计 (30) 4.2.1温度控制原理 (30) 4.2.2温度控制流程图 (30) 4.2.3温室温度控制梯形图 (32) 4.3湿度控制软件设计 (34) 4.3.1湿度控制原理 (34) 4.3.2湿度控制流程图 (34) 4.3.3温室湿度控制梯形图 (36) 4.4光照强度控制软件设计 (38) 4.4.1光照强度控制原理 (38) 4.4.2光照强度控制流程图 (39) 4.4.3温室光照强度软件控制流程图 (40) 4.5二氧化碳浓度控制软件设计 (42) 4.5.1二氧化碳浓度控制原理 (42) 4.5.2二氧化碳浓度软件控制流程图 (43) 4.5.3温室二氧化碳浓度控制流程图 (44) 总结 (46) 参考文献 (47) 附录A 外文文献 (49)