用户名: 密码: 验证码:
农业温室分布式测控系统的研究
详细信息    本馆镜像全文|  推荐本文 |  |   获取CNKI官网全文
摘要
温室是设施农业的重要组成部分,国内外温室种植业的实践经验表明,提高温室的自动控制和管理水平可充分发挥温室农业的高效性,本文主要对当今农业温室的研究热点-智能温室系统进行研究,设计了一套能实时控制温室内温度、湿度、光照以及CO2浓度等多参数的测控系统。通过该系统的自动调节作用,使温室中环境参数处于事先确定的最佳值,为农作物提供良好的生长环境。
     本文的主要设计思想是构建温室计算机分布式自动控制系统,由一台PC机与多个微电脑控制装置组成主从式分布结构,采用总线式CAN通信网络和CRC校验的通信算法进行数据传输,通过读取实时和历史存储的环境参数值和报警信息来监测温室的运行情况。
     本文内容介绍了以PC机为上位计算机,MCS-51单片机为核心的智能仪表为下位机的智能温室分布式测控系统的工作原理及主要功能。详细阐述了该系统的软、硬件实现方法。系统主要由环境参数实时控制模块、智能决策模块、数据处理模块、数据库管理模块和系统参数设定模块等几部分组成。其中,实时控制和智能决策功能主要由现场智能仪表来实现,数据处理和数据库管理由上位PC机完成,系统参数既可在上位机上也可以在下位智能仪表面板上设定。
     本文最后对系统易于操作、便于扩充、界面友好等特点进行了总结,同时指出了系统需要进一步改进完善的地方。
Greenhouse is the important part of installation agriculture. Crop production in domestic and overseas greenhouses shows that advanced automation and management system for greenhouse will improve the efficiency of agriculture production.In this paper, intelligent greenhouse, as the focus of agricultural greenhouse field, is studied, and a measure and control system which can control parameters of temperature, humidity, illumination and CO2 density of greenhouse is designed. In order to provide benign vegetal environment, environmental parameters of greenhouse can be adjusted,and they always certain predesigned value, respectively using this system.
    The main idea in this paper is to design greenhouse computer distributed auto-control system. The system is a kind of principal and subordinate structure made up of one PC and several microcontrollers, principal CAN bus communication network and CRC validated algorithms to ensure data transmitted correctly. The local operation in greenhouse can be obtained by monitoring environment parameters and warning information can be read into PC.
    The working principle and main functions of the intelligent greenhouses with distributed control system in the paper are introduced, this system uses PC as a host computer and intelligent instruments with MCS-51 single-chip microcomputers as secondary computer systems. The design methods of system hardware and software are fully described. The system is mainly composed of environment factors's inspecting module, intelligent decision-making module, data processing module, database manage module, parameters-editing module and so on.. In these modules, the functions of real-time control and intelligent decision-making is mostly realized by intelligent instrument, data processing and database manage is completed by PC host computer, and system parameters can be edited by both host computer and intelligent instrument via panel.
    In the end, the characteristics are sumrized, such as easy to operate, convenient to expand and update, friendy to software interface , what's more, some respects to be improved and perfected are pointed out.
引文
[1] 张志斌.荷兰温室产业及发展我国设施园艺的建议(上).北京:设施园艺出版社,1999.6~37
    [2] H.Krug, ConcePtion of Bio—Economic Models, Acta Rorticulturae, 1998, 248:19~25
    [3] 张曾科.模糊数学在自动化技术中的应用.北京:清华大学出版社,1997.9~26
    [4] 白广存.计算机在农业生物环境测控与管理中的应用.北京:清华大学出版社,1998.98~126
    [5] 龙庆华.智能温室计算机自动监控系统.华南师范大学学报,2002,1:5~8
    [6] P. Jones, Simulation For Determining Greenhouse Temperature Setpoints, Transactions of the ASAE:1990, 33(5): 49~66
    [7] 尚书旗,董佑福,史岩,实施栽培工程技术.中国农业出版社,1998,7.26~37
    [8] 郑光华.美国设施农业发展概况.世界农业,1999,3:13~16
    [9] 上海都市绿色工程有限公司 http://www.planthome.com
    [10] 上海化飞智能温室工程有限公司http://www.cngreenhouse/com/members/feijsuo/index.asp
    [11] 胖龙温室工程有限公司http://www.fatdragon.com.cn
    [12] 江志道.现场总线及其对自动化仪表与系统的影响.自动化与仪器仪表,1997,1:1~5
    [13] 俞金寿,何衍庆.集散型控制系统原理及应用.北京:化学工业出版社,1995.126~137
    [14] 朱伟兴.毛罕平.智能温室群集散控制系统设计研究.农业工程学报,1999,15(4):162~165
    [15] 白焰.吴鸿.分散控制系统与现场总线控制系统-基础、评选、设计和应用.北京:中国电力出版社,2001,76~87
    [16] 陆丽萍,阳宪惠.开创自控技术新纪元的现场总线.计算机自动测量与控制,1999,7(3):1~4.11
    [17] Philips Semiconductors. Foundation specification data Link Protocol specification, Revision 1.4, Roland :Philips Corps ,Date June 29 ,1999. 72~95
    [18] 米歇尔.伏尔茨(德).PROFIBUS现场总线技术手册.杨昌馄(译).北京:中国现场总线技术委员会,1997.92~109
    [19] 杨育红.LON网络控制技术及应刚.西安:西安电子科技大学出版社.1999.96~121
    [20] 徐爱钧.智能化测量控制仪表原理与设计.北京:北京航空航天大学出版社,1995.9~11
    [21] 邬宽明.CAN总线原理和应用系统设计.北京:北京航空航天大学出版社,1996.69~82
    [22] 邬宽明.CAN总线系统设计的几个问题.电子技术应用,1998,9:6~8
    [23] Philips Semiconductors. CAN Specification Version 2.0,Parts Aand B, Holand :Philips Corps, 1992.66~82
    [24] 李萍萍,毛罕平,王多辉等.智能温室综合环境因子控制的技术效果及合理的环境参数研究.农业工程学报,1998,3:9~11
    [25] 于海业,马成林.发达国家温室没施自动化研究的现状.农业工程学报,1997,13(S1):254~257
    [26] 袁士畴.由“洋温室”引发的一点思考.北京农业科学,1997,(S1):6~7
    [27] [日]田村坦之.系统工程.北京:科学出版社,2001.1.71~85
    [28] 环境控制设备上海都市绿色工程有限公司http://www.cngreenhouse.com/members/dshls/products_controll.asp
    [29] 白广存,王庆斌.温室环境监测与计算机管理系统.农业工程学报,1995,11增刊84~87
    
    
    [30] 董乔雪,王一鸣.温室计算机分布式自动控制系统的开发.农业工程学报,2002,18(4):94~97
    [31] 廖允成,王立祥.设施农业—我国农业资源高效利用的重要途径.资源科学,1998,20(3):20~25
    [32] 何鹏.传感器在温室大棚环境控制中的应用.计算机与农业,2002,(7):5~8
    [33] 林敏,薛红.计算机控制技术与系统.北京:中国轻工业山版社,1999.6.188~210
    [34] 周增产,胡晓斌.分布式智能型温室计算机控制系统的一种设计与实现.计算机与农业,2002,8:5~8
    [35] 柴欣,王明.计算机应用基础.北京:海洋出版社,2002.261~281
    [36] 刘宝坤.计算机过程控制系统.北京:机械工业出版社,2001.271~305
    [37] 刘明俊,杨壮志.计算机控制原理与技术.北京:国防科技大学出版社,1999.206~213
    [38] 李建华.智能仪表原理、设计及调试.上海:华东理工大学出版社,1999.117~139
    [39] 朱讥涛,毛静涛.自动化仪表的重人变革——论现场总线智能仪表.上海电力学院学报,2000,16(4):35~39
    [40] 方瑞华.我国设施农业的现状和发展方向.江苏理工大学学报,1998,19(4):53~57
    [41] 向婉成.控制仪表与装置.北京:机械工业出版社,1999.133~183
    [42] 张宝芬,张毅.自动检测技术及仪表控制系统.北京:化学工业出版社,2000.273~307
    [43] 孙廷才.工业控制计算机组成原理.北京:清华大学出版社,2000.83~120
    [44] 程正群,许宝祥.现场总线与DCS控制系统.化工自动化及仪表,1999,26(3):1~3
    [45] 付杰勇.vb中如何实现动态数据报表的打印和预览.计算机时代,2001,4:23~24
    [46] 蒋铁海.在vb程序中用ADO动态打开Access数据库和表.计算机时代,2001,9:39~40
    [47] 刘定晟,杨俊.用Visual Basic实现测控软仆中的实时曲线和历史曲线.工业控制计算机,2001,14(4):60~61
    [48] 赵仁铠.mschart图表控什应用方法.现代计算机,2000,(1):79~80
    [49] 张国朵,曹彩萍.基于mschart的历史趋势曲线的设计与实现.工业控制计算机,2002,15(6):40~42
    [50] 彭里.温室人棚检测控制系统的研究.计算机工程,2000,26(12):194~195
    [51] 蔡龙俊.农业温室供暖系统的研究与设计.北京:能源研究与信息,2000,16(4):15~22
    [52] 李苹苹.温室小气候要素的计算机自动控制效果分析.中国农业气象,1998,19(6):19~20
    [53] 侯志林.过程控制与自动化仪表.北京:机械工业出版社,2000.265~285
    [54] 何克忠,李伟.计算机控制系统.北京:清华大学出版社,1998.4.147~170
    [55] 林强,阻宪惠.现场总线及其网络集成.测控技术,1999,18(5):24~26
    [56] Philips Semiconductors. SJA1000 CAN Controller, Product Specification, Philips Corps, 2000
    [57] 吕京建.面向二十一世纪的嵌入式系统综述,http://www.bal_system.com
    [58] 龚炳铮.发展嵌入式计算机及其产业的思考,电子技术应用,2000,10:6~8
    [59] 何希才.传感器及其应川电路.电子工业出版社,2001.91~100
    [60] 孙增圻.智能控制理论与技术.北京:清华大学出版社,1997.145~169
    [61] 易继铠,侯媛彬.智能控制技术.北京:北京工业大学出版社,2002.45~68
    [62] Atmel Semiconductors .AT89C52 Flash—Memory Microcontroller, American:Atme Corps ,1999
    [63] Philips Semiconductors. PCA82C250 CAN Controller Interface, Product Specification, Holand: Philips Corps, 2000
    [64] Xicro Semiconductors. X5045 Watchdog Controller Interface, Product Specification, American:Xicro Corps, 2000
    
    
    [65] DALLS Semiconductors. DS1302 Timer Controller Interface, Product Specification, American:DALLS Corps, 2002
    [66] 徐爱钧,彭秀华.单片机高级语言C51应用程序设计.北京:电子工业出版社,1998.88~96
    [67] 马国华.监控组态软件及其应用(配光盘).北京:清华大学出版社,2002.
    [68] 高恩深,花新峰.FIX组态软件环境下远距离数据通信的实现。工业控制计算机,2000,13(1):38~39,64
    [69] 罗运模.完全掌握SQL Server 2000.北京:人民邮电出版社,2001.99~123

© 2004-2018 中国地质图书馆版权所有 京ICP备05064691号 京公网安备11010802017129号

地址:北京市海淀区学院路29号 邮编:100083

电话:办公室:(+86 10)66554848;文献借阅、咨询服务、科技查新:66554700