基于單片機(jī)的溫室大棚溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)【文獻(xiàn)綜述】

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)文獻(xiàn)文獻(xiàn)綜述題目：基于單片機(jī)的溫室大棚溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)專業(yè)：電子信息工程1前言部分前言部分溫室又稱暖房能透光、保溫（或加溫），用來(lái)栽培植物的設(shè)施。在不適宜植物生長(zhǎng)的季節(jié)，能提供生育期和增加產(chǎn)量，多用于低溫季節(jié)喜溫蔬菜、花卉、林木等植物栽培或育苗等。由于溫室使農(nóng)作物擺脫了地點(diǎn)、季節(jié)、氣候變化等影響和限制，能有效的改善農(nóng)業(yè)生態(tài)和生產(chǎn)條件，促進(jìn)農(nóng)業(yè)發(fā)展。因此，溫室技術(shù)在世界范圍內(nèi)得到了廣泛應(yīng)用。溫室結(jié)構(gòu)應(yīng)密封保溫，但又應(yīng)便于通

2、風(fēng)降溫。現(xiàn)代化溫室中具有控制溫濕度、光照等條件的設(shè)備，用電腦自動(dòng)控制創(chuàng)造植物所需的最佳環(huán)境條件[1]。溫室是設(shè)施農(nóng)業(yè)的重要組成部分國(guó)外溫室種植業(yè)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明提高溫室的自動(dòng)控制和管理水平可充分發(fā)揮溫室農(nóng)業(yè)的高效性。應(yīng)用于大棚種植的溫度控制系統(tǒng)解決了長(zhǎng)期以來(lái)困擾農(nóng)民的問(wèn)題，它的制作成本低廉，應(yīng)用廣泛。隨著傳感技術(shù)計(jì)算機(jī)技術(shù)及通訊技術(shù)的迅猛發(fā)展現(xiàn)代化溫室信息自動(dòng)采集及智能控制系統(tǒng)的開發(fā)已成為目前設(shè)施農(nóng)業(yè)的一個(gè)研究熱點(diǎn)。國(guó)內(nèi)對(duì)溫室環(huán)境控制技術(shù)

3、研究起步較晚。自20世紀(jì)80年代以來(lái)，我國(guó)工程技術(shù)人員在吸收發(fā)達(dá)國(guó)家高科技溫室生產(chǎn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了溫室中溫度、濕度和二氧化碳等單項(xiàng)環(huán)境因子控制技術(shù)的研究。實(shí)踐證明，單因子控制技術(shù)在保證作物獲得最佳環(huán)境條件方面有一定的局限性。1996年江蘇理工大學(xué)研制出一套溫室環(huán)境控制設(shè)備，能對(duì)營(yíng)養(yǎng)液系統(tǒng)、溫度、光照、二氧化碳施肥等進(jìn)行綜合控制，在一個(gè)150M2的溫室內(nèi)，實(shí)現(xiàn)了上述四個(gè)因子的綜合控制，是目前國(guó)產(chǎn)化溫室計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)較為典型的研究成果[

4、2]。近年來(lái)，在國(guó)產(chǎn)化技術(shù)不斷取得進(jìn)展的同時(shí)，也加快了引進(jìn)國(guó)外大型現(xiàn)代化溫室設(shè)備和綜合控制系統(tǒng)的進(jìn)程。這些現(xiàn)代溫室的引進(jìn)，對(duì)促進(jìn)我國(guó)溫室計(jì)算機(jī)的應(yīng)用與發(fā)展，無(wú)疑起到了非常積極的推動(dòng)作用?？梢钥闯鑫覈?guó)溫室設(shè)施計(jì)算機(jī)應(yīng)用，在總體上正從消化吸收、簡(jiǎn)單應(yīng)用階段向?qū)嵱没⒕C合性應(yīng)用階段過(guò)渡和發(fā)展。但是，大部分不夠理想。在技術(shù)上，以單片機(jī)控制的單參數(shù)單回路系統(tǒng)居多，尚無(wú)真正意義上的多參數(shù)綜合控制系統(tǒng)，與歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家相比，存在較大差距，尚需深入研究

5、。想記憶等功能可對(duì)復(fù)雜的非線性系統(tǒng)建模。該方法響應(yīng)速度快且有很強(qiáng)的抗干擾能力算法簡(jiǎn)單又易于硬件和軟件的實(shí)現(xiàn)仿真。訓(xùn)練方法實(shí)際是網(wǎng)絡(luò)的自學(xué)習(xí)過(guò)程即根據(jù)事先定義好的學(xué)習(xí)規(guī)則按照提供的學(xué)習(xí)實(shí)例調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)各節(jié)點(diǎn)之間相互連接的權(quán)值大小從而達(dá)到記憶聯(lián)想歸納等目的。在溫控系統(tǒng)中將天氣、溫度、外部電壓、被加熱物體性質(zhì)以及被加熱物體的溫度等影響因素作為網(wǎng)絡(luò)的輸入將其輸出作為PID控制器的參數(shù)以實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作為樣本在微機(jī)上反復(fù)迭代隨著研究和實(shí)驗(yàn)的深入自我修正

6、不斷完善直至系統(tǒng)收斂得到網(wǎng)絡(luò)權(quán)值達(dá)到自整定PID控制器參數(shù)的目的[6][7]。mnn(memyneuronwk)把記憶神經(jīng)元增加到每一個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中在研究動(dòng)態(tài)非線性系統(tǒng)時(shí)不須要知道過(guò)多的實(shí)際系統(tǒng)結(jié)構(gòu)同時(shí)當(dāng)系統(tǒng)滯后比較大時(shí)不會(huì)造成網(wǎng)絡(luò)龐大難以訓(xùn)練[8]。模糊溫度控制，它是基于模糊邏輯來(lái)描述一個(gè)過(guò)程的控制算法主要采用嵌入操作人員的直覺知識(shí)及經(jīng)驗(yàn)。它適用于控制不易取得精確數(shù)學(xué)模型的對(duì)象。通常情況下電力系統(tǒng)的模型非常不完善的即使模型已知也存在參數(shù)

7、變化的問(wèn)題。PID控制簡(jiǎn)單、方便但難以解決非線性和參數(shù)的變化模糊控制是不需要裝置的精確模型僅依賴于操作人員直觀判斷非常容易應(yīng)用。模糊溫控的實(shí)現(xiàn)主要有:(1)將溫控對(duì)象的偏差及其偏差變化率以及輸出的量劃分為不同的模糊值建立規(guī)則。例如如果溫度正在上升或者溫度太高時(shí)然后減少控制輸入。將這些寫成模糊條件語(yǔ)句形成模糊模型。(2)根據(jù)控制查詢表形成模糊算法。(3)模糊化其溫度誤差采樣的精確量經(jīng)過(guò)數(shù)學(xué)處理輸入計(jì)算機(jī)中計(jì)算機(jī)根據(jù)模糊規(guī)則做出決策求出相應(yīng)

8、的控制量變成精確量去執(zhí)行機(jī)構(gòu)調(diào)整輸入達(dá)到調(diào)節(jié)溫度使之穩(wěn)定的目的。與傳統(tǒng)的PID控制比較模糊控制響應(yīng)快超調(diào)量小參數(shù)變化不敏感[9][10]。單片機(jī)單片機(jī)單片機(jī)誕生于20世紀(jì)70年代末，經(jīng)歷了SCM、MCU、SOC三大階段。從1971年Intel公司的霍夫研制成功世界上第一塊4位微處理器芯片Intel4004，標(biāo)志著第一代微處理器問(wèn)世，微處理器和微機(jī)時(shí)代從此開始。到20世紀(jì)80年代初，Intel公司在MCS48系列單片機(jī)的基礎(chǔ)上，推出了MC