文档介绍：山东大学
硕士学位论文
温室环境远程监控技术和控制策略研究
姓名:王兴山
申请学位级别:硕士
专业:系统工程
指导教师:李歧强
20080520
山东大学硕士学位论文摘要温室是一种可以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场所,是现代农业的一个重要组成部分。随着经济的发展和科技的进步以及人们对节能减排的重视,传统的温室生产技术已不能满足生产的需要,这主要体现在温室环境的管理和控制策略上。因此,进行温室环境远程监控和节能控制策略的研究具有重要的理论意义和实用价值。鉴于目前我国温室技术现状及不足,本课题设计了基于嵌入式系统的温室环境远程疭监控系统,实现温室的集群管理以及温室环境的远程监测控制。根据基本物理原理以及现场试验数据,确定了试验温室的小气候预测模型,仿真表明,该预测模型能够正确地反映温室内温度、湿度两大环境因子的变化趋势。最后基于温室小气候模型和积温理论对温室的节能控制策略进行了探讨。归纳起来,本论文主要完成了如下工作:率一肪吃冻藼/嗫叵低车纳杓朴胧迪考虑到目前温室分布偏远、分散的现状和管理控制性价比低等问题,课题提出了一种针对温室环境远程监控的嵌入式疭模式设计方案,并从硬件和软件两方面详细介绍了系统的设计和实现方法。该设计通过采用基于低车那度胧技术,实现了数据采集系统底层网络与信息发布上层网络的无缝连接,为提高温室的管理控制水平奠定了技术基础,同时也给农业网络通信“最后一公里”问题的解决提供了一种可行的解决方案。率倚∑蛟げ饽P偷难芯论文通过采集大量的实验数据,结合粒子群优化算法,利用传热学的基本原理,对试验温室内的个不确定参数进行了辨识,进而确定了温室的小气候预测模型。仿真实验表明,通过该方法确定的温室小气候模型能够准确地反映温室内温湿度的变化趋势,能够满足后续研究的要求。谀P秃突吕砺鄣奈率医谀芸刂撇呗蕴教鉴于目前能源节约对温室发展的影响日益加重,课题对温室节能控制策略进行了研究和分析。在温室小气候模型的基础上,本文利用预测控制的基本原理,将积温理论引入到温室节能控制策略的研究当中,确定了基于小气候模型的预测
山东大学硕士学位论文控制策略。通过分析比较,基于积温理论的模型预测控制策略的节能效果优于当前常用的刂撇呗浴文章最后对全文进行了总结,提出了有待进一步研究的问题,并对温室环境控制及节能研究的发展作出了展望。关键词:温室环境;嵌入式系统;远程监控;粒子群优化;预测模型;积温理论
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论文作者签名:灶导师签备磊堑论文作者签名:之兰丝期:兰兰:翌:至:三原创性声明关于学位论文使用授权的声明本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下,独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律责任由本人承担。本人完全了解山东大学有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅;本人授权山东大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。C苈畚脑诮饷芎笥ψ袷卮斯娑日
山东大学硕士学位论文第一章绪论引言随着控制技术和网络技术的迅猛发展,农业生产的自动化、信息化水平不断提高,“可控环境农业难芯恳丫嚼丛轿H嗣撬厥印H绾畏奖慵蚪嘤行У亩温室环境进行监测和控制,如何提高温室环境控制的精确度,如何降低温室生产能耗成为目前“可控环境农业”的研究重点和热点。本章简要说明本课题的研究背景和现实意义,并综述温室环境远程监控技术的研究现状和发展趋势以及温室小气候环境模型及控制策略的研究和应用概况,在此基础上提出了本文的研究内容。随着经济的飞速发展,低技术、低附加值农业产品的市场竞争力越来越弱,面对日益激烈的竞争,必须改变农业粗放型的增长方式,走农业工业化、技术化和现代化的发展道路才能提高核心竞争力,立于不败之地。农业生产在很大程度上依赖于自然环境,为了摆脱水、光、气和环境等诸多自然因素的影响和制约,发展温室生产是一种有效的途径。随着科学技术的进步和社会的发展,温室生产已经不再是简单的挡风遮雨和提高温度,利用新技术、新材料和新能源可以对温室内各种环境因子进行监测和控制,甚至完全摆脱自然环境的束缚,人为地创造适宜作物生长的最佳环境,生产出高品质、高质量的农产品⋯。目前我国温室种植面积不断扩大,自动化装备的应用也越来越广泛,如何对分散、偏僻的温室群进行远距离集群管理;如何进行温室环境因子的精确有效控制,以降低温室能耗