溫室環(huán)境遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)和控制策略研究.pdf

1、溫室是一種可以為植物生長創(chuàng)造最佳條件、避免外界四季變化和惡劣氣候?qū)ζ溆绊懙膱鏊乾F(xiàn)代農(nóng)業(yè)的一個重要組成部分。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步以及人們對節(jié)能減排的重視，傳統(tǒng)的溫室生產(chǎn)技術(shù)已不能滿足生產(chǎn)的需要，這主要體現(xiàn)在溫室環(huán)境的管理和控制策略上。因此，進(jìn)行溫室環(huán)境遠(yuǎn)程監(jiān)控和節(jié)能控制策略的研究具有重要的理論意義和實用價值。 鑒于目前我國溫室技術(shù)現(xiàn)狀及不足，本課題設(shè)計了基于嵌入式系統(tǒng)的溫室環(huán)境遠(yuǎn)程B/S監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)溫室的集群管理以及溫

2、室環(huán)境的遠(yuǎn)程監(jiān)測控制。根據(jù)基本物理原理以及現(xiàn)場試驗數(shù)據(jù)，確定了試驗溫室的小氣候預(yù)測模型，仿真表明，該預(yù)測模型能夠正確地反映溫室內(nèi)溫度、濕度兩大環(huán)境因子的變化趨勢。最后基于溫室小氣候模型和積溫理論對溫室的節(jié)能控制策略進(jìn)行了探討。 歸納起來，本論文主要完成了如下工作： 1.溫室環(huán)境遠(yuǎn)程B/S監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)考慮到目前溫室分布偏遠(yuǎn)、分散的現(xiàn)狀和管理控制性價比低等問題，課題提出了一種針對溫室環(huán)境遠(yuǎn)程監(jiān)控的嵌入式B/S模式設(shè)計

3、方案，并從硬件和軟件兩方面詳細(xì)介紹了系統(tǒng)的設(shè)計和實現(xiàn)方法。該設(shè)計通過采用基于Linux系統(tǒng)的嵌入式技術(shù)，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)底層網(wǎng)絡(luò)與信息發(fā)布上層網(wǎng)絡(luò)的無縫連接，為提高溫室的管理控制水平奠定了技術(shù)基礎(chǔ)，同時也給農(nóng)業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信“最后一公里”問題的解決提供了一種可行的解決方案。 2.溫室小氣候預(yù)測模型的研究論文通過采集大量的實驗數(shù)據(jù)，結(jié)合粒子群優(yōu)化算法，利用傳熱學(xué)的基本原理，對試驗溫室內(nèi)的15個不確定參數(shù)進(jìn)行了辨識，進(jìn)而確定了溫室的小氣

4、候預(yù)測模型。仿真實驗表明，通過該方法確定的溫室小氣候模型能夠準(zhǔn)確地反映溫室內(nèi)溫濕度的變化趨勢，能夠滿足后續(xù)研究的要求。 3.基于模型和積溫理論的溫室節(jié)能控制策略探討鑒于目前能源節(jié)約對溫室發(fā)展的影響日益加重，課題對溫室節(jié)能控制策略進(jìn)行了研究和分析。在溫室小氣候模型的基礎(chǔ)上，本文利用預(yù)測控制的基本原理，將積溫理論引入到溫室節(jié)能控制策略的研究當(dāng)中，確定了基于小氣候模型的預(yù)測控制策略。通過分析比較，基于積溫理論的模型預(yù)測控制策略的節(jié)能效