分布式智能型温室计算机控制系统设计题报告.doc
文本预览下载声明
开 题 报 告
学号 081022161109 姓 名 陈百科 指导教师 牛少杰 系别 电气信息工程系 专业/班级 自动化08102 毕业设计(论文)题目 分布式智能型温室计算机控制系统设计 题目类型 □工程设计 □技术开发 □软件工程 □理论研究和方法应用
□管理模式设计 □其他 选
题
目
的
及
意
义 国内在温室的自动控制与智能化方面进行了许多有价值的研究和探讨,但研制的系统体系结构不合理.软件功能比较弱,可靠性不高,系统组态不灵活,不能适应温室自动化控制的要求。
作者在充分消化国内外温室控制技术的基础上,针对目前国内对温室自动控制水平的要求及自动控制系统的需求情况,结合我所在人工智能及其专家系统领域的研究优势.采用中央控制计算机与单片机智能控制器的主从式体系结构,实时多任务操作系统和农业温室专家系统,研制了了这套分布式智能型温室控制系统。
系统对温度,湿度.光照等环境因子实行实时控制.多任务的控制方式提高了温系统的灵活性,高精度传感器保证了控制精度;
分布式体系结构使得控制部分与温室部分可以分离开来,两者通过一根总线进行多讥通信,降低了通信成本,使得系统能够很方便的实现远程自动控制或昔手动控制。
系统软件采用组态化设计。由于控制方式的多样性以及温室数目,温室设备种类的变化,对温室控制软件有着更好的要求,即要求它能根据不同的场合进行软P旧l态。组件化程序设计方法强调真正的软件重用和高度的互操作性.它侧重于组件的产生和装配,这样使得系统能够满足不同的现场状况,可以根据不同的项目束预制软件,大大提高了软件开发的重用性
设 计(研 究)现 状 和 发 展 趋 势 近年来我国温室面积增加很快.在提高设施装备水平的同时也正向逐步实现自动化的方向迈进。但高技术的应用方面与发达国家相比差距较大,生产中的大部分温室不能有效地调节温、光、水、肥、气和进行病害防治,限制了它的推广应用。为此,需要研究与中国的气候条件钼结合的具有中国特色的温室结构与环境精确调控技术体系。我国目前一些大学、科研院所也开展了温室设旌远程控制技术研究.并取得了较多的研究成果。
国家农业信息化工程技术研究中心开发的智能型远程温室环境控制器,可监测温室内空气温度、湿度、土壤和叶面温度、含水量、光照强度、C02浓度并进行统计分析.通过专家系统和计算机网络,实现对温室灌溉、施肥、农药喷施、通风换气等过程的智能决策和远程分布式调控。这套设备可进行数据测量、存储、远程控制和自动报警,提高了北京农业信息化程度。它使农业专家在办公室罩就能通过网络看到植物生长状况,并进行远程监控。
中国农业大学研制的温室环境监控系统、由主控微机、温室机和室外气象站三大部分组成。主控微机控制机房,可对整个系统进行统一管理。主控微机用于完成各种系统参数的设置,测试数据的记录、查询,打印、控制算法的实现以及控制命令的生成功能。一个独立的温室放置一台温室机、内置温湿度、C02等多种传感器、控制设备以及摄像镜头,可以实时将温室内作物生长状况传输到办公现场,同时可以通过电话线、数字信号传输线及Internet等将监测的室内外环境条件和植物生长状况传输到农业专家的计算机屏幕上,以便他们可以根据提供的信息进行生产指导,实现对温室环境的监测控制。
针对我国南方温暖、北方寒冷、东部潮湿、西部干燥等不同自然气候特征,江苏大学等单位成功开发生产出适合我国各种气候条件使用的多种型号智能型温室系列产品。该产品综合利用了温度、湿度、光照等气候条件控制,滴灌、微灌技术控制和二氧化碳、计算机远程控制等,具有设计新颖、自动化控制程度高、使用广泛、造型美观等特点。
以上是几个典型的开发研究事例,此外,我国许多公司也开发了多种远程控制系统.有的是专用于温室的环境控制.如计算机控制的温室模拟系统、温室环境控制器等:有的是开发通用系统,如深圳市数据通信局CDPD(蜂窝数字分组数据.cellular digitalpacketdata)环境境监控示范系统。该系统采用了多项新技术.如CDPD技术等。
课
题
研
究
的
主
要
内
容 针对农业环境自动化控制的需要,研制了“分布式智能型温室计算机控制系
统”。该系统体系结构为中心计算机和单片机智能控制仪的主从式结构,系统采用实时多任务操作系统和农业温室专家系统的人工智能技术,对温室内外环境因子进行实时监测和智能化决策调节,为农作物创造最优化的生长条件。实时多任务系统使系统的通信,环境参数采集,控制可以同时进行:由于现场情况的复杂性和多变性,依靠精确数学模型的传统控制已经无法很好地解决问题,因此,本系统采用存储大量现场经验和知识的专家系统来达到控制的目的。采用专家系统从理论上去验证和分析系统,保证了系统运行的稳定性和可扩展性,降低了开发难度。系统硬件主要由环境因
显示全部